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AlGaN/GaN HEMT器件电流坍塌和膝点电压漂移机理的研究

王林 胡伟达 陈效双 陆卫

AlGaN/GaN HEMT器件电流坍塌和膝点电压漂移机理的研究

王林, 胡伟达, 陈效双, 陆卫
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  • 考虑了势垒层、缓冲层体陷阱及表面电荷的浓度变化对电流坍塌和膝点电压的影响,发现表面电荷和势垒层体陷阱浓度的变化对沟道电子的浓度影响较小,表面电荷浓度变化下的膝点电压的偏移和坍塌强度的大小与势垒层势阱能量的变化有着主要的关系.缓冲层有着比势垒层更强的局域作用,势垒层和缓冲层的体陷阱浓度在一定范围变化时的膝点电压偏移主要是由沟道电子浓度的变化而引起的,但偏移量却比表面电荷浓度变化的情况下小很多.势阱能量的变化是造成膝点电压偏移的重要原因,坍塌强度主要取决于势阱能量和沟道的电子浓度.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10747162),上海应用材料研究与发展基金(批准号: 08520740600), 中国科学院上海技术物理研究所创新专项(批准号: Q-ZY-7, Q-ZY-4)资助的课题.
    [1]

    Braga N, Mickevicius R, Gaska R, Hu X, Shur M S, AsifKhan M, Simin G 2004 J. Appl. Phys. 95 6409

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    Chinese) [冯 倩、郝 跃、岳远征 2008 物理学报 57 1886]

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    [席光义、任 凡、郝智彪、汪 莱、李洪涛、江 洋、赵 维、韩彦军、罗 毅 2008 物理学报 57 7238]

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    (Suzhou : Suzhou University Press) p53 (in Chinese) [施 敏 2008 半导体器件物理与工艺 (苏州: 苏州大学出版社) 第53页]

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    Kong Y C, Zheng Y D, Zhou C H, Deng Y Z, Gu S L, Shen B, Zhang R, Han P, Jiang R L, Shi Y 2004 Acta. Phys. Sin. 53 2320 (in Chinese) [孔月婵、郑有窦、周春红、邓永桢、顾书林、沈 波、张 荣、韩 平、江若琏、施 毅 2004 物理学报 53 2320]

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    Bykhovski A D, Gaska R, Shur M S 1998 Appl. Phys. Lett. 73 24

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    Yu L S, Ying Q J, Qiao D, Lau S S, Boutros K S, Redwing J M 1998 Appl. Phys. Lett. 73 26

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    Mittereder J A, Binari S C, Klein P B, Roussos J A, Katzer D S, Storm D F 2003 Appl. Phys. Lett. 83 1650

    [18]

    Device simulator Sentaurus Device 2009 (formerly ISE-DESSIS), version Z-2009.3, Synopsys Inc., p15, 197

    [19]

    Sze M S 2008 Semiconductor Devices Physics and Technology

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    Kong Y C, Zheng Y D, Zhou C H, Deng Y Z, Gu S L, Shen B, Zhang R, Han P, Jiang R L, Shi Y 2004 Acta. Phys. Sin. 53 2320 (in Chinese) [孔月婵、郑有窦、周春红、邓永桢、顾书林、沈 波、张 荣、韩 平、江若琏、施 毅 2004 物理学报 53 2320]

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    Liu L J, Yue Y Z, Zhang J C, Ma X H, Dong Z D, Hao Y 2009 Acta. Phys. Sin. 58 536 (in Chinese) [刘林杰、岳远征、张进城、马晓华、董作典、郝 跃 2009 物理学报 58 536]

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    Yu L S, Ying Q J, Qiao D, Lau S S, Boutros K S, Redwing J M 1998 Appl. Phys. Lett. 73 26

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-18
  • 修回日期:  2009-12-14
  • 刊出日期:  2010-04-05

AlGaN/GaN HEMT器件电流坍塌和膝点电压漂移机理的研究

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海 200083
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10747162),上海应用材料研究与发展基金(批准号: 08520740600), 中国科学院上海技术物理研究所创新专项(批准号: Q-ZY-7, Q-ZY-4)资助的课题.

摘要: 考虑了势垒层、缓冲层体陷阱及表面电荷的浓度变化对电流坍塌和膝点电压的影响,发现表面电荷和势垒层体陷阱浓度的变化对沟道电子的浓度影响较小,表面电荷浓度变化下的膝点电压的偏移和坍塌强度的大小与势垒层势阱能量的变化有着主要的关系.缓冲层有着比势垒层更强的局域作用,势垒层和缓冲层的体陷阱浓度在一定范围变化时的膝点电压偏移主要是由沟道电子浓度的变化而引起的,但偏移量却比表面电荷浓度变化的情况下小很多.势阱能量的变化是造成膝点电压偏移的重要原因,坍塌强度主要取决于势阱能量和沟道的电子浓度.

English Abstract

参考文献 (21)

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