基于自建测试平台的GaN基HEMT器件陷阱表征

陷阱效应是影响GaN基HEMT器件性能的主要因素之一。为了提高陷阱表征的精度和时间分辨率,采用瞬态电压法并搭建了专用的测试平台对陷阱进行表征,抑制了电压漂移现象,将时间分辨率从毫秒级提升至微秒级,扩大了陷阱的表征范围,同时基于贝叶斯反卷积算法提取陷阱的时间常数等信息。基于这种方法研究了GaN基HEMT中陷阱在不同电压和温度下的捕获行为,表征其时间常数和激活能等信息。实验结果表明,该器件中存在4种不同类型的陷阱,除了先前已经在B1505上证明的激活能分别为0.058、0.041eV的陷阱DP_(2)和DP_(3),本文还发现了位于微秒级的新陷阱DP_(1),激活能为0.063eV。本文通过搭建测试平台填补了微秒级陷阱表征的空缺,为陷阱的准确、快速表征提供了极大便利。

基于峰值谱技术的GaN基微波功率器件陷阱表征方法

GaN基微波功率器件在高电场影响下产生了界面缺陷和陷阱效应,加剧了器件有源区材料的损伤,是造成其在高频、大功率应用下电学参数退化的重要因素。提出了一种基于贝叶斯迭代的时间常数谱的提取方法,通过采集器件漏源电流瞬态响应曲线,精确提取陷阱俘获、释放电子的时间常数。利用阿伦尼乌斯方程计算陷阱和缺陷的激活能,并通过施加不同的电偏置实现了器件纵向结构各材料层中陷阱和缺陷的特性表征。通过实验表征了处于GaN缓冲层和AlGaN势垒层的陷阱特性,发现存在3个不同作用时间常数的陷阱,一个位于AlGaN势垒层,陷阱激活能为0.6 eV;另一个位于GaN缓冲层,陷阱激活能为0.46 eV;第三个位于AlGaN势垒层,陷阱作用的时间常数与温度无关。