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导通态栅极偏压导致p-GaN栅极AlGaN/GaN功率器件漏电流增加的机理

DOI：10.7567/JJAP.57.124101 期刊：Japanese Journal of Applied Physics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本文报道并观察到p-GaN栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)中，由导通态栅极偏压引发的关断态漏电流增加现象。实验发现更高的栅极偏压电压和更长的偏压持续时间会导致更大的关断态漏电流。我们提出：关断态漏电流的初始增加及其随后的时间衰减，是由于导通态栅极偏压期间空穴注入和电致发光效应在GaN中引发的持续光电导作用所致。在室温条件下，这种增强的漏电流需要超过20秒才能在黑暗环境中降至平衡水平。同时本文也提出了该现象在p-GaN栅极HEMT结构中相关的物理机制。
作者： Xi Tang，Baikui Li，Hamid Amini Moghadam，Philip Tanner，Jisheng Han，Hui Li，Sima Dimitrijev，Jiannong Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究导通态栅极偏压导致p-GaN栅极AlGaN/GaN功率器件漏电流增加的机理。

研究成果

p-GaN栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中，导通态栅极偏压会因电致发光引发的持续光电导效应导致关断态漏电流增大。该漏电流随栅极偏压升高和偏置时间延长而增加，在室温下需超过20秒才能使增大的漏电流降至黑暗环境中的平衡水平。该发现有助于设计栅极驱动电路以确保低关断态漏电流并避免潜在的可靠性退化。

研究不足

本研究仅限于p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT器件，未涉及其他类型的氮化镓基器件。由于p掺杂(Al)GaN层提供了天然的空穴源，内部电致发光对p-GaN栅极HEMT器件性能的影响更为直接和显著。

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