晶格匹配InAlN/GaN HEMTs栅极电流击穿行为研究

作者：金宁; 陈雷雷; 李金晓; 周浩; 闫大为^*; 顾晓峰

来源：固体电子学研究与进展, 2020, 40(04): 300-304.

DOI：10.19623/j.cnki.rpsse.2020.04.013

• InAlN/GaN
• 高电子迁移率晶体管
• 栅电流击穿
• 微光显微镜

相较于传统AlGaN/GaN HEMTs,采用晶格匹配In0.17Al0.83N/GaN异质结可有效消除逆压电效应引发的器件可靠性问题,而且沟道二维电子气密度更高,更适合射频微波通信应用。然而,In0.17Al0.83N/GaN HEMTs的外延片材料往往存在较高的位错密度,大幅度降低了器件的击穿场强。结合栅极偏压步进应力和微光显微技术,研究晶格匹配InAlN/GaN HEMTs的栅极电流击穿过程与机制,结果发现过激Fowler-Nordheim(FN)电流是器件击穿的主要原因。来自栅极的电子在高电场作用下发生FN隧穿成为高能热电子,它们会在异质结界面释放能量,导致该处形成大量新结构缺陷,同时InAlN材料本身固有可导缺陷密度相对较高,故当缺陷密度增加并达到某一临界值时,便会立刻发生瞬态静电释放,即电流热击穿。

• 单位
  江南大学