AlGaN-GaN HEMT電流崩塌效應的測試及仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、目前,AlGaN/GaN HEMT因其卓越的性能受到了廣泛的關注,已被越來越多地應用于高頻及大功率領域。但是,由于器件存在電流崩塌效應等各種因素,其性能遠遠低于人們的理論預測。
  基于實驗測試和模擬仿真,本文研究了AlGaN/GaN HEMT的電流崩塌效應。柵脈沖實驗發(fā)現,器件漏電流隨柵脈沖信號頻率的增加而下降,在10、100、1k和10kHz頻率下,器件漏電流的崩塌程度分別為20%、29%、46%和64%。通過改變柵脈沖信號高

2、、低電平寬度,得到引起電流崩塌效應的陷阱和表面態(tài)俘獲電子的總體時間大約在6ms左右,而總體釋放時間大約為600μs。
  通過改變柵脈沖信號低電平大小,發(fā)現當其高于器件閾值電壓時,每增加-1V會使器件漏電流的崩塌程度增加20%左右。而當信號低電平使得器件深截止以后,其每-1V的增量僅使器件漏電流的崩塌程度增加8%左右。
  漏脈沖條件下器件的漏電流大于其直流條件下的值,并且漏脈沖頻率每增加十倍器件漏電流會增加8%左右,這與柵

3、脈沖對漏電流的影響剛好相反。
  利用模擬仿真,對器件進行了優(yōu)化,發(fā)現場板結構對AlGaN/GaN HEMT的溝道電子溫度和表面電場有很大的調制作用,從而可以抑制器件的電流崩塌效應。通過優(yōu)化場板結構參數,器件的溝道電子溫度比無場板時降低了60%,表面電場也有很大程度的下降。研究表明,對于柵漏距為2μm的器件,在漏壓為8V條件下,Lfp=1μm、tox=0.04μm時,器件的溝道電子溫度達到最優(yōu)。當漏壓為100V時,最優(yōu)的Lfp和t

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