p-GaN HEMT在关态应力后恢复过程中阈值电压不稳定性的研究

本研究对 p - GaN 栅极 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的阈值电压（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${\mathrm{V}}_{\mathbf {\text {th}}}$ </tex - math></inline - formula>）不稳定性进行了研究。在应力施加过程中，<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${\mathrm{V}}_{\mathbf {\text {th}}}$ </tex - math></inline - formula>呈现出轻微的正漂移；然而，在恢复阶段的前 5 秒内会出现更明显的正漂移。同时，还分析了关态应力下栅极泄漏电流（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${\mathrm{I}}_{\mathbf {\text {g}}}$ </tex - math></inline - formula>）的变化情况。提出了一个物理模型来解释这种不稳定性，该模型考虑了 GaN 层的陷阱辅助热离子场发射（TA - TFE）和栅极电子注入，其中空穴和电子分别被捕获在 GaN 层和 AlGaN 势垒层的缺陷中。采用动态导通电阻（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${\mathrm{R}}_{\mathbf {\text {on}}}$ </tex - math></inline - formula>）测量方法进一步研究电流崩塌效应。通过在 30 至 90°C 的温度范围内监测动态导通电阻，提取了相关缺陷的激活能，这些缺陷被确定为 AlGaN 势垒层中的氮空位和 GaN 层中替代氮的碳杂质，从而验证了所提出的模型。