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基于不同钝化介质的p-GaN栅HEMT电流崩塌机制研究
Investigating the Current Collapse Mechanisms of p-GaN Gate HEMTs by Different Passivation Dielectrics
| 作者 | Xiangdong Li · Niels Posthuma · Benoit Bakeroot · Hu Liang · Shuzhen You · Zhicheng Wu · Ming Zhao · Guido Groeseneken · Stefaan Decoutere |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2021年5月 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | p-GaN栅HEMT 电流崩塌 钝化介质 动态导通电阻退化 表面陷阱 阈值电压漂移 AlON SiN |
语言:
中文摘要
本文研究了不同钝化介质（AlON和SiN）对p-GaN栅HEMT在关断状态应力下动态导通电阻（Ron）退化的影响。研究发现，退化机制主要源于阈值电压（VTH）漂移和栅漏接入区的表面陷阱效应，并成功区分了两者影响。实验证明SiN钝化层下的表面陷阱效应显著。
English Abstract
In this letter, the dynamic Ron degradation mechanisms of the p-GaN gate HEMTs induced by off-state stress are investigated with different passivation dielectrics AlON and SiN. The degradation mechanisms are twofold, including VTH shift and surface trapping in the gate-to-drain access region, whose impacts are successfully distinguished. Surface trapping by SiN passivation is evidently proved to b...
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SunView 深度解读
GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。本文深入探讨了不同钝化工艺对p-GaN栅HEMT可靠性（电流崩塌）的影响，为公司在选型宽禁带半导体器件及优化驱动电路设计时提供了关键的理论依据。建议研发团队在评估GaN功率模块时，重点关注钝化介质对动态Ron的影响，以提升产品在高温、高压工况下的长期可靠性，从而进一步缩小逆变器体积并提升转换效率。