AlGaN和GaN界面陷阱對(duì)AlGaN與GaN及HEMT負(fù)閾值電壓漂移的影響說(shuō)明

　　本文報(bào)道了algan/gan高電子遷移率晶體管（hemt）在反向柵偏壓作用下閾值電壓的負(fù)漂移。該器件在強(qiáng)pinch-off和低漏源電壓條件下偏置一定時(shí)間（反向柵極偏置應(yīng)力），然后測(cè)量傳輸特性。施加反向柵極偏置應(yīng)力后的負(fù)閾值電壓漂移表明，與非應(yīng)力條件相比，信道中存在更多的載流子。我們提出algan/gan界面態(tài)的存在是導(dǎo)致負(fù)閾值電壓漂移的原因，并發(fā)展了一種對(duì)algan/gan界面態(tài)進(jìn)行電學(xué)表征的方法。通過(guò)技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（tcad）atlas仿真驗(yàn)證了結(jié)果，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果吻合良好。

　　阱態(tài)對(duì)algan/gan hemt器件的性能有重要影響。類施主表面態(tài)被認(rèn)為是algan/gan界面二維電子氣形成的原因，即使沒(méi)有有意摻雜［1，2］，hemt結(jié)構(gòu)中不同類型的陷阱也有許多缺點(diǎn)。射頻色散、柵極滯后、漏極滯后、扭結(jié)效應(yīng)是陷阱的一些不利影響［3-5］，因此識(shí)別器件中陷阱的位置和類型及其對(duì)器件特性的影響非常重要。algan/gan hemt中的陷阱也會(huì)影響器件的閾值電壓［6］，閾值電壓的穩(wěn)定性對(duì)hemt器件的可靠性和安全性有著重要的影響［7］，因此了解閾值電壓的漂移和導(dǎo)致閾值電壓漂移的陷阱是非常重要的。在mis-hemt中，絕緣體層和半導(dǎo)體的界面態(tài)是產(chǎn)生反向柵偏壓后閾值電壓漂移的原因［6–9］，據(jù)我們所知，目前還沒(méi)有關(guān)于algan/gan-hemt中反向柵偏壓引起閾值電壓負(fù)漂移及其關(guān)系的研究。algan/gan界面態(tài)。本文報(bào)道了在一定時(shí)間內(nèi)施加反向柵偏壓后，閾值電壓向較高負(fù)電壓變化的實(shí)驗(yàn)研究。這種閾值電壓的負(fù)漂移被認(rèn)為是由于反向柵偏壓過(guò)程中電子從algan/gan界面態(tài)到溝道的去俘獲引起的。提出了一種從測(cè)量的電特性中提取algan/gan界面態(tài)密度及其特征時(shí)間常數(shù)的簡(jiǎn)單方法。tcad-atlas模擬研究證實(shí)了這一假設(shè)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。