一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法，涉及半导体器件可靠性领域。通过电路设计实现对GaNHEMT器件在恒定电学偏置下微秒级瞬态电压曲线的采集，并通过结构函数法进一步分析处理得到相关陷阱信息。所述方法主要包括：将被测器件放置于恒温平台上，并与陷阱测试电路相连接；在陷阱填充过程中通过电路对器件施加偏置电压；在陷阱释放过程中通过快速开关将切换时间缩短至微秒级，同时采集瞬态电压曲线的变化情况并通过软件进行分析处理，得到器件内部陷阱相关信息。本发明专利技术通过电路设计将瞬态电压曲线的采集提升至微秒级，可用于不同厂商生产的GaNHEMT器件陷阱测试，具有较好的通用性。具有较好的通用性。具有较好的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法

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[0001]本专利技术涉及半导体器件可靠性领域，主要应用于GaNHEMT(Gallium Nitride Based High
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electron
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mobility Transistor)器件内部陷阱参数测量和表征。

技术介绍
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[0002]以GaNHEMT器件为代表的宽带隙半导体器件的发展已经成为推动电力电子领域不断发展的重要动力。GaNHEMT器件具有高电子迁移率、高击穿电场等特点，在高频、大功率应用场景中具有广阔的发展前景。与Si、GaAs基器件相比，GaN基器件存在一些机理尚未明晰的退化与失效现象，这些现象与器件内部陷阱密切相关，由此导致的电学参数的不稳定性给系统应用的可靠性带来潜在隐患。
[0003]目前，GaNHEMT器件陷阱效应主要通过栅延迟、漏延迟、电流崩塌等现象表现出来，其中器件的漏源电流或漏源电压随时间退化现象直接体现了陷阱对器件电学性能的影响。在较大的栅源电压和漏源电压偏置下，器件内部陷阱被电子填充；随后切换至恒定漏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法，其特征在于：1)将被测器件置于温度为T1的恒温平台上，并与恒流源电路、漏压控制电路、栅压控制电路及放大电路相连接；其中漏压控制电路通过二极管负载与被测器件连接，栅压控制电路通过双极性晶体管与被测器件连接；计算机通过AD采集电路实现瞬态电压信号的实时采集，并通过放大电路和信噪比增强电路分别实现电压信号的放大及降噪处理；通过计算机设置填充阶段的栅源电压V
GF
、漏源电压V
DF
、填充时间t1，以及测试阶段的漏源电流I
DM
、测试时间t2，由计算机控制开始进行陷阱填充和测试过程；2)在填充阶段由计算机控制漏压控制电路和栅压控制电路，对器件施加恒定脉宽t1的负栅源电压V
GF
和正漏源电压V
DF
以填充器件内部陷阱；3)填充时间t1结束后，通过计算机控制由双极性晶体管搭建的快速开关电路，实现栅压控制电路的快速切换，同时采用二极管作为负载减少切换过程中恒流源的建立时间，电路切换后对陷阱释放过程进行测试；在测试阶段，对器件施加0V栅源电压以保证被测器件处于导通状态(耗尽型器件阈值电压小于0V)，且器件栅源之间电势相同从而避免引入外加栅源电场的影响；同时施加恒定的漏源电流I
DM
，通过AD采集电路采集被测器件漏源电压随时间变化曲线，测试时间为t2；4)将步骤3)所获取的瞬态电压数据通过放大电路和信噪比增强电路分别进行放大和降噪处理，即得到瞬态电压响应曲线；将数据返...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯士维，潘世杰，李轩，白昆，鲁晓庄，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：