發(fā)布時(shí)間：2021-07-12 20:59

　　硅以及砷化鎵作為第一代和第二代半導(dǎo)體材料的代表推動(dòng)了微電子技術(shù)發(fā)展,由于材料性能的限制,并不能滿(mǎn)足高溫、高頻、高壓、大功率的要求。與此同時(shí),具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、飽和載流子遷移率大,熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)的GaN材料成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而雜質(zhì)含量高、缺陷多、位錯(cuò)密度大等問(wèn)題阻礙了AlGaN/GaN HEMT（High Electron Mobility Transistor,高電子遷移率晶體管）器件的發(fā)展。研究表明,低頻噪聲可以表征器件缺陷,具有非破壞性及靈敏、快速的特點(diǎn)。本文結(jié)合器件的電學(xué)特性及低頻噪聲特性,進(jìn)行了高應(yīng)力條件下AlGaN/GaN HEMT器件特性和失效機(jī)理研究,其主要內(nèi)容如下:（1）研究了AlGaN/GaN HEMT器件在25℃¹25℃溫度范圍內(nèi)電參數(shù)退化和對(duì)應(yīng)的去俘獲效應(yīng)。在直流條件下,隨著溫度的升高,轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)負(fù)向漂移、跨導(dǎo)峰值降低、柵極泄漏電流I_G和亞閾值區(qū)漏源電流I_DS顯著增大。正向-反向二極管實(shí)驗(yàn)、雙脈沖實(shí)驗(yàn)和柵延遲實(shí)驗(yàn)表明,在較高溫度下去俘獲效應(yīng)增強(qiáng),并且AlGaN勢(shì)壘層中螺位錯(cuò)提供... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

AlGaN/GaNHEMT器件(a)輸出特性(b)VGS=-2V的局部輸出特性

圖 3-2AlGaN/GaN HEMT 器件 (a)輸出特性 (b)VGS=-2V 的局部輸出特性如圖 3-2(a)，在柵源電壓 VGS等于 0V 或-1V 時(shí)，器件漏源電流 IDS隨著溫度的上升而下降。為了得到器件輸出電流和溫度的等量關(guān)系，漏源電壓 VDS等于 3V、柵源電壓VGS等于 0V 的飽和電流與溫度的關(guān)系被繪制在圖 3-3(a)中。由圖可知，飽和電流 ID與溫度呈負(fù)相關(guān)，在 25℃時(shí)最大，為 73.1mA，在 125℃時(shí)最小，為 58.5mA，下降了 20%。此外，飽和電流 ID從 25℃到 125℃依次下降了 3.57mA、3.79mA、3.62mA、3.46mA，說(shuō)明飽和電流 ID隨著溫度均勻下降，并未發(fā)生突變。

TH附近，轉(zhuǎn)移特性的變化規(guī)律和上述規(guī)律相反。如圖3-4(b)，當(dāng)柵源電壓VGS從-2.6V變化到-1.8V，漏源電流 IDS與溫度呈正相關(guān)。圖 3-4 (a)VDS=2V 轉(zhuǎn)移特性 (b)局部轉(zhuǎn)移特性將轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)求導(dǎo)得到跨導(dǎo) Gm，跨導(dǎo) Gm是衡量柵極控制能力的指標(biāo)，對(duì)于AlGaN/GaN HEMT 器件單位柵寬的跨導(dǎo) Gm定義為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]氮化鎵HEMT結(jié)構(gòu)肖特基二極管機(jī)理及E/D模集成電路研究[D]. 陳永和.西安電子科技大學(xué) 2015

碩士論文
[1]復(fù)合緩沖層GaN基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料與器件研究[D]. 符夢(mèng)笛.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]AlGaN/GaN HEMT器件高場(chǎng)高溫可靠性研究[D]. 曹甲軍.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]GaN基HEMT器件的變溫特性研究[D]. 雷蕾.西安電子科技大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3280650