一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法。该方法首先制作便于分析栅漏电流特性的圆形肖特基二极管结构，对其施加持续的反向应力，测量应力前后的温度依赖电流‑电压曲线；然后通过拟合不同温度下的正向隧穿电流，根据饱和隧穿电流和隧穿参数与温度的关系，外推确定应力前后绝对零度下的器件饱和隧穿电流值和隧穿参数值；最后计算求得应力引起势垒层缺陷密度的变化，实现对GaN基HEMT退化的检测。本发明专利技术采用一种简单的方法实现了对应力引起的势垒层缺陷密度的检测，有助于分析GaN基HEMT器件的退化机制和退化过程。

A method of detecting GaN based HEMT degradation by current fitting

The invention discloses a method for detecting GaN based HEMT degradation by current fitting. Firstly, make the circular Schottky diode structure analysis of gate leakage current characteristics, continued to exert on the reverse stress measurement should depend on the current voltage curve of force before and after the temperature; then through fitting different temperature forward tunneling current, according to the relationship between the tunneling current and saturation tunneling parameters and temperature, extrapolation determination of stress before and after the absolute zero device saturation tunneling current value and tunneling parameters; finally, calculate the stress caused by the change of density of barrier layer defect, to realize the detection of GaN based HEMT degradation. The invention adopts a simple method to detect the defect density of the barrier layer caused by the force, and is helpful to analyze the degradation mechanism and the degradation process of the GaN based HEMT device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GaN基HEMT可靠性分析
，尤其涉及一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法。
技术介绍
与传统窄禁带半导体相比，宽禁带GaN半导体具有高击穿电场、高电子饱和速度和高热稳定性等优越的物理特性。尤其是存在较强的极化效应的AlGaN/GaN或InAlN/GaN异质结，能在异质界面处诱导高浓度的二维电子气，是HEMT的核心结构。但是，当GaN基HEMT工作在高反向栅极偏压模式时，器件的漏电流会随着电压施加时间出现持续的增加。漏电流增大会增加器件的功率损耗，所以该退化严重阻碍其大规模商业化应用。众多关于退化的研究指出：当器件工作在较高的反向栅极偏压下，边缘场效应在栅电极边缘形成高电场，高场应力在势垒层引入大量的缺陷，从而导致器件的漏电流的显著增加。由此可见，势垒层的缺陷密度直接影响GaN基HEMT器件的整体性能，对应力前后势垒层缺陷密度变化的检测尤为重要。本专利技术旨在通过电流拟合和计算的方法检测应力在势垒层产生的缺陷密度，该方法有助于分析器件退化机制和退化过程，并提高器件的可靠性。目前常用的获得势垒层缺陷(位错)密度的方法是使用阴极发光显微镜(CL)。但是，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法，其特征在于：该方法首先制作便于分析栅漏电流特性的圆形肖特基二极管结构，对其施加持续的反向应力，测量应力前后的温度依赖电流‑电压曲线；然后通过拟合不同温度下的正向隧穿电流，根据饱和隧穿电流和隧穿参数与温度的关系，外推确定应力前后绝对零度下的器件饱和隧穿电流值和隧穿参数值；最后计算求得应力引起势垒层缺陷密度的变化，实现对GaN基HEMT退化的检测。

【技术特征摘要】
1.一种通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法，其特征在于：该方法首先制作便于分析栅漏电流特性的圆形肖特基二极管结构，对其施加持续的反向应力，测量应力前后的温度依赖电流-电压曲线；然后通过拟合不同温度下的正向隧穿电流，根据饱和隧穿电流和隧穿参数与温度的关系，外推确定应力前后绝对零度下的器件饱和隧穿电流值和隧穿参数值；最后计算求得应力引起势垒层缺陷密度的变化，实现对GaN基HEMT退化的检测。2.根据权利要求1所述的通过电流拟合检测GaN基HEMT退化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、在GaN基异质结外延片上制作圆形肖特基二极管结构；步骤2、对制备的肖特基二极管进行应力测试，分别获得应力前后的温度依赖电流-电压曲线；步骤3、结合已有的隧穿电流模型，拟合应力前后不同温度下的正向隧穿电流，获得应力前后不同温度下的饱和隧穿电流和隧穿参数；步骤4、根据饱和隧穿电流和隧穿参数与温度的关系，外推获得绝对零度下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任舰，顾晓峰，闫大为，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32