GaN器件阈值电压漂移特性的研究

氮化镓(GaN)器件的阈值电压VTH漂移是栅极可靠性问题之一,但常用的栅极电压扫描测试方法复杂,应力长期作用下的VTH漂移特性尚不明确。文中基于恒流注入法测量VTH,设计测量所需的mA级恒流源,使用微处理器采集数据,设计输出幅值可调的驱动电路用于GaN器件栅极加速老化;研究温度和不同类型的栅极电压应力长时间作用时VTH的漂移特性。结果表明:随着器件温度的升高,VTH仅表现出正向漂移,温度由25℃增加至125℃,增量为100℃引起的漂移量可达0.22 V;恒压应力下,VTH的漂移方向与应力幅值VG_Stress有关,3 V≤VG_Stress<5 V时,VTH正漂移,5 V≤VG_Stress≤7 V时,VTH负漂移,VG_Stress=7 V时漂移量达到-0.39 V;动态应力下,VTH仅表现出负漂移,较低频率f的应力引起的漂移更为显著,f=100 kHz时的漂移量达到-0.4 V。GaN器件VTH漂移现象显著,因此有必要通过优化芯片设计与制造工艺等手段抑制VTH漂移,提高GaN功率器件栅极可靠性。

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本文档关键词:漂移,器件,电压,特性,阈值