GaN基HEMT高溫特性及熱可靠性研究.pdf

1、第三代半導(dǎo)體材料GaN由于具有擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高等優(yōu)良特點(diǎn)，因此相關(guān)器件在高溫、大功率應(yīng)用方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景。雖然近年來(lái)對(duì)GaN基HEMT器件的高溫、大功率應(yīng)用已有相當(dāng)?shù)难芯?，但?duì)器件高溫特性及其熱可靠性的研究仍然不夠深入。在此背景下本文主要通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)對(duì)器件的高溫特性及熱可靠性進(jìn)行了研究。
　　 首先，本文對(duì)器件的基本工作機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)合熱傳導(dǎo)相關(guān)理論，對(duì)器件正常工作下的自熱效應(yīng)進(jìn)行了仿真研

2、究，獲得了器件內(nèi)部詳細(xì)的熱分布、熱產(chǎn)生以及電學(xué)特性的下降。文章通過(guò)進(jìn)一步的仿真研究獲得了器件在高溫應(yīng)用的直流特性的退化規(guī)律。
　　 接著，文章對(duì)自主研制的GaN基HEMT器件進(jìn)行了高溫測(cè)試，研究了器件在高溫環(huán)境下各種直流、交流特性的退化規(guī)律并給出了退化的物理機(jī)制。研究表明，高溫下器件二維電子氣特性發(fā)生明顯退化，且位置有向GaN緩沖層漂移的趨勢(shì)，此外，高溫下器件勢(shì)壘層及AlGaN/GaN界面的陷阱活性增強(qiáng)，陷阱輔助遂穿作用增強(qiáng)，這