氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體材料由于禁帶寬度大、電子遷移率非常高、耐擊穿電場高、耐熱性能好以及抗輻射能力優(yōu)異等特點(diǎn),故其是制作高頻、高溫和大功率器件的優(yōu)秀材料。近幾年,GaN基高電子遷移率晶體管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）器件目前成為電子電力元件的研究熱門并展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。由于GaN基HEMT器件的很多可靠性問題仍未得到解決,限制著GaN基HEMT器件的大規(guī)模應(yīng)用。因此GaN基HEMT器件的可靠性問題成為現(xiàn)階段研究重點(diǎn),也是一個(gè)迫切需要研究人員解決的一個(gè)技術(shù)難題。本論主要圍繞AlGaN/GaN HEMT器件的氫效應(yīng)、熱電子效應(yīng)、靜電放電和高溫應(yīng)力四個(gè)方面的可靠性問題進(jìn)行研究。采用電學(xué)特性、低頻噪聲特性等表征方法,研究AlGaN/GaN HEMT器件在各種應(yīng)力條件下的變化規(guī)律,分析器件的退化模式與失效原因。主要研究工作內(nèi)容如下:（1）根據(jù)AlGaN/GaN HEMT器件的電學(xué)特性和低頻噪聲特性兩個(gè)方面,研究氫氣對AlGaN/GaN HEMT器件的影響。通過對比氫處理前后器件測試參數(shù),分析總結(jié)氫處理對器件的作用規(guī)律,解釋氫氣對器件的作用機(jī)... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 AlGaN/GaN HEMT器件國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 AlGaN/GaN HEMT器件可靠性
        1.3.1 氫效應(yīng)
        1.3.2 熱電子效應(yīng)
        1.3.3 靜電放電
        1.3.4 高溫應(yīng)力
    1.4 本文的主要工作和論文框架
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件電學(xué)特性和低頻噪聲特性
    2.1 引言
    2.2 AlGaN/GaN HEMT器件直流特性
        2.2.1 半經(jīng)驗(yàn)直流特性模型
        2.2.2 直流特性的測試方案
        2.2.3 直流特性的測試結(jié)果
    2.3 AlGaN/GaN HEMT器件在雙脈沖條件下的電流崩塌
        2.3.1 雙脈沖測試原理及測試條件
        2.3.2 測試結(jié)果分析
    2.4 AlGaN/GaN HEMT器件柵延遲
        2.4.1 柵延遲法的基本原理
        2.4.2 柵延遲法的測試結(jié)果
    2.5 AlGaN/GaN HEMT器件低頻噪聲
        2.5.1 噪聲的分類與特性
        2.5.2 1/f噪聲模型
        2.5.3 低頻噪聲測試
        2.5.4 漏電流噪聲測試結(jié)果分析與缺陷密度提取
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于氫處理Al Ga N/Ga N HEMT器件的熱電子效應(yīng)
    3.1 引言
    3.2 AlGaN/GaN HEMT器件氫效應(yīng)研究
        3.2.1 氫效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.2.2 氫效應(yīng)對器件電學(xué)特性的影響
        3.2.3 氫效應(yīng)對器件低頻噪聲特性的影響
    3.3 基于氫處理Al Ga N/Ga N HEMT器件的熱電子效應(yīng)
        3.3.1 熱電子應(yīng)力對氫處理前后器件的電學(xué)特性
        3.3.2 熱電子應(yīng)力對氫處理前后器件的低頻噪聲特性
        3.3.3 熱電子應(yīng)力對氫處理后器件物理機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 ESD應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的失效機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 ESD放電模型與測試系統(tǒng)
        4.2.1 ESD的放電模型
        4.2.2 ESD測試機(jī)理
    4.3 ESD應(yīng)力實(shí)驗(yàn)方案
    4.4 AlGaN/GaN HEMT器件在ESD應(yīng)力前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.1 器件在TLP應(yīng)力下電壓與電流分析
        4.4.2 器件在TLP應(yīng)力前后的直流特性分析
        4.4.3 器件在TLP應(yīng)力前后EMMI分析
        4.4.4 器件在TLP應(yīng)力后SEM分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫可靠性
    5.1 引言
    5.2 器件高溫應(yīng)力實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫直流特性
        5.3.1 器件輸出特性
        5.3.2 器件轉(zhuǎn)移特性
        5.3.3 器件肖特基二極管曲線
    5.4 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫交流特性
        5.4.1 器件的電流崩塌
        5.4.2 器件的柵延遲特性
    5.5 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫G-R噪聲
        5.5.1 器件G-R噪聲測試
        5.5.2 器件激活能的提取
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A個(gè)人簡歷
附錄 B攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文與參加的會(huì)議目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]漏源間距對AlGaN/GaN HEMT器件特性的影響[J]. 馬靈,呂元杰,王麗,宋旭波,顧國棟,譚鑫,郭紅雨.  半導(dǎo)體技術(shù). 2015(01)
[2]GaN HEMT柵邊緣電容用于缺陷的研究[J]. 王鑫華,龐磊,陳曉娟,袁婷婷,羅衛(wèi)軍,鄭英奎,魏珂,劉新宇.  物理學(xué)報(bào). 2011(09)
[3]X波段AlGaN/GaN HEMTs Γ柵場板結(jié)構(gòu)研究[J]. 王冬冬,劉果果,劉丹,李誠瞻,劉新宇,和致經(jīng).  電子器件. 2008(06)
[4]AlGaN/GaN HFET中的陷阱[J]. 薛舫時(shí).  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2007(04)
[5]一種新的AlGaN/GaN HEMT半經(jīng)驗(yàn)直流特性模型[J]. 劉丹,陳曉娟,劉果果,和致經(jīng),劉新宇,吳德馨.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2006(11)

碩士論文
[1]多晶硅薄膜晶體管電學(xué)特性與可靠性研究[D]. 劉凱.華南理工大學(xué) 2017
[2]ESD應(yīng)力下LDMOS溫度特性的研究[D]. 吳道訓(xùn).電子科技大學(xué) 2013



本文編號：3054133