AlGaN-GaN HEMT電流崩塌效應(yīng)的測試及仿真研究.pdf

1、目前，AlGaN/GaN HEMT因其卓越的性能受到了廣泛的關(guān)注，已被越來越多地應(yīng)用于高頻及大功率領(lǐng)域。但是，由于器件存在電流崩塌效應(yīng)等各種因素，其性能遠遠低于人們的理論預(yù)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(yīng)。柵脈沖實驗發(fā)現(xiàn)，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(yīng)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(xiàn)當(dāng)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(dāng)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(xiàn)場板結(jié)構(gòu)對AlGaN/GaN HEMT的溝道電子溫度和表面電場有很大的調(diào)制作用，從而可以抑制器件的電流崩塌效應(yīng)。通過優(yōu)化場板結(jié)構(gòu)參數(shù)，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(dāng)漏壓為100V時，最優(yōu)的Lfp和t