GaN高电子迁移率晶体管强电磁脉冲损伤效应与机理

作者：刘阳; 柴常春; 于新海; 樊庆扬; 杨银堂; 席晓文; 刘胜北

来源：Acta Physica Sinica, 2016, 65(03): 380-386.

• GaN
• 高电子迁移率晶体管
• 强电磁脉冲
• 损伤机理

提出了一种新型GaN异质结高电子迁移率晶体管在强电磁脉冲下的二维电热模型,模型引入材料固有的极化效应,高场下电子迁移率退化、载流子雪崩产生效应以及器件自热效应,分析了栅极注入强电磁脉冲情况下器件内部的瞬态响应,对其损伤机理和损伤阈值变化规律进行了研究.结果表明,器件内部温升速率呈现出"快速-缓慢-急剧"的趋势.当器件局部温度足够高时(2000 K),该位置热电子发射与温度升高形成正反馈,导致温度急剧升高直至烧毁.栅极靠近源端的柱面处是由于热积累最易发生熔融烧毁的部位,严重影响器件的特性和可靠性.随着脉宽的增加,损伤功率阈值迅速减小而损伤能量阈值逐渐增大.通过数据拟合得到脉宽τ与损伤功率阈值P和损伤能量阈值E的关系.

• 单位
  西安电子科技大学; 中国科学院半导体研究所