氮化鎵(GaN)材料由于禁帶寬度大、擊穿電場高以及電子飽和速度高等優(yōu)點而成為制作高溫、高頻和大功率器件的有力競爭者。近幾年,GaN基HEMT器件取得了突破性的進(jìn)展,但是由于其工作環(huán)境等原因,器件的可靠性仍未得到解決,關(guān)于不同應(yīng)力下器件的退化機(jī)制和失效機(jī)理還有待研究與解決,在此背景下,本文對AlGaN/GaN HEMT器件的高場和高溫可靠性進(jìn)行了研究。本文首先對AlGaN/GaN HEMT器件的高場可靠性和高溫可靠性的主要研究內(nèi)容進(jìn)行了介紹,描述了AlGaN/GaN HEMT器件的基本結(jié)構(gòu),分析了AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的極化效應(yīng)以及二維電子氣的產(chǎn)生原理。隨機(jī)抽取并測量實驗所用器件的直流特性,確保了實驗的準(zhǔn)確性和一致性。然后本文通過實驗對器件進(jìn)行了高場可靠性的研究。實驗內(nèi)容包括關(guān)態(tài)恒定應(yīng)力、開態(tài)恒定應(yīng)力、關(guān)態(tài)柵階梯應(yīng)力、關(guān)態(tài)漏階梯應(yīng)力以及開態(tài)階梯應(yīng)力下器件直流特性和主要參數(shù)的變化。通過分析可知,無論開態(tài)應(yīng)力還是關(guān)態(tài)應(yīng)力條件下,都存在熱電子效應(yīng)和逆壓電效應(yīng),兩者對器件特性的退化起著不同的作用。電應(yīng)力下器件內(nèi)部的固有陷阱對電子的俘獲造成了器件直流特性的退化,應(yīng)力撤除后陷阱釋放電子使直流特性得...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
        1.1.1 GaN材料及GaN基HEMT器件的發(fā)展
        1.1.2 GaN基HEMT器件所存在的高場可靠性問題
        1.1.3 GaN基HEMT器件所存在的高溫可靠性問題
    1.2 本文的主要內(nèi)容
第二章 AlGaN/GaN HEMT器件的工作原理
    2.1 AlGaN/GaN HEMT器件基本結(jié)構(gòu)
    2.2 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的極化效應(yīng)及二維電子氣的產(chǎn)生
    2.3 AlGaN/GaN HEMT器件的直流特性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 AlGaN/GaN HEMT器件的高場可靠性
    3.1 實驗方案與器件表征
    3.2 關(guān)態(tài)恒定電應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.3 開態(tài)恒定電應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.4 階梯應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.1 關(guān)態(tài)柵階梯應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.2 關(guān)態(tài)漏階梯應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
        3.4.3 開態(tài)階梯應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的退化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫可靠性
    4.1 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫直流特性
    4.2 AlGaN/GaN HEMT器件的高溫交流特性
        4.2.1 脈沖應(yīng)力下AlGaN/GaN HEMT器件的電流崩塌
        4.2.2 AlGaN/GaN HEMT器件的C-V特性研究
        4.2.3 AlGaN/GaN HEMT器件的柵延遲特性
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文的主要結(jié)論
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3912158