[IEEE 2018年第三届厄瓜多尔技术分会会议(ETCM) - 厄瓜多尔昆卡 (2018.10.15-2018.10.19)] 2018年IEEE第三届厄瓜多尔技术分会会议(ETCM) - 功率应用中基于氮化镓器件的可靠性

摘要： 本文分析了AlGaN/GaN器件中两个重要的可靠性问题：正偏压温度不稳定性（PBTI）和与时间相关的介质击穿（TDDB）。我们先前在MOS-HEMT中进行的PBTI研究总结结果表明，以SiO2作为栅极介质的器件其阈值电压退化特征表现为陷阱速率参数的普遍下降行为，这归因于SiO2及SiO2/GaN界面处的电荷俘获。相反，Al2O3和AlN/Al2O3栅极堆叠中观察到的退化主要归因于预存介质陷阱中的电荷捕获，且界面态产生可忽略不计。此外，插入薄AlN层会影响器件可靠性——与未采用该层的器件相比，观察到更大的陷阱密度、更快的电荷俘获速度、更宽的陷阱能量分布以及更慢的电荷释放过程?；贕aN器件的介质重要性也在具有门控边缘终端（GET）的肖特基势垒二极管（SBD）中得到研究。我们最新的TDDB结果表明：采用双层GET结构并搭配厚钝化层（2GET-THICK）的器件，相比单层GET搭配薄钝化层（1GET-THIN）的器件具有更窄的威布尔分布和更长的失效时间。因此，前者结构更适合高功率高温应用场景。