偏置应力对InAlN/GaN HEMT直流特性的影响

王浩¹，谢生¹，冯志红²，刘波²，毛陆虹¹

1. 天津大学电子信息工程学院2. 河北半导体研究所专用集成电路重点实验室

摘 要：采用直流偏置应力法对蓝宝石衬底上的InAlN/GaN HEMT器件的电流崩塌效应进行了研究。实验结果表明,在关态和开态应力后,器件直流特性明显退化,退化程度随偏置应力电压和应力时间的累积而增大。理论分析和器件仿真结果表明,关态应力引起的性能退化主要是由栅泄漏电流填充表面态形成的虚栅造成的;而开态应力引起的退化是沟道热电子被势垒层陷阱及表面态俘获产生的。因此,只有消除表面态和势垒层陷阱或者隔绝表面态形成的虚栅才能有效抑制电流崩塌。偏置应力引起的性能退化是可逆过程,在无外界激励时,经过10d左右的静置,器件基本恢复初始性能。

关键词：高电子迁移率晶体管;电流崩塌;偏置应力;铟铝氮;氮化镓;