GaN HEMT电流崩塌效应机理与实验研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mn666666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
AlGaN/GaN HEMT由于具有击穿电压高、电子漂移速度快和电子浓度大等特点,已被越来越多地应用于高频及大功率领域。但是,受电流崩塌和自热等效应影响,其器件性能被大大地降低。其中,电流崩塌效应是减小器件输出功率的主要因素。基于GaN HEMT器件物理和实验分析测试结果,发现电子迁移率与二维电子气浓度有关,并提出了一种GaN电流崩塌效应的新物理模型。采用迭代法求解Schrodinger-Poisson方程,当AlGaN势垒层掺杂浓度为1×1018cm-3时,二维电子气浓度最高可达1×1012cm-2,并且二维电子气薄层厚度随着势垒层厚度的增加从15nm增加到40nm。在大漏极电压条件下,沟道电子易于注入到GaN缓冲层中,并被缓冲层中的陷阱所俘获,耗尽二维电子气,从而导致电流崩塌效应。该模型描述了电流崩塌效应与缓冲层中陷阱的相互关系,并获得了电流崩塌前后迁移率与二维电子气浓度乘积的归一化值0. 95×θVGS。采用W=300μm,L=4μm,VT=-6.5V,二维电子气浓度2.1×1013 cm-2,电子迁移率654 cm2/V·s的器件验证了该模型。在GaN HEMT漏极脉冲电流崩塌测试中,发现脉冲条件下漏极电流比直流时减小大约50%;脉冲信号频率对电流崩塌效应影响较小;当栅压较小时,随着脉冲宽度的改变漏极电流按I0(δ+γT/16)的规律变化。在GaN HEMT栅极脉冲电流崩塌测试中,观察到栅脉冲条件下漏极电流比直流情况下减小了47%;随着信号频率的改变,漏极电流按μnCoxW[m+(n+k ?)VGS+(n+k?)VGS2](VGS-Vth)2/L的规律变化;脉冲信号宽度对电流崩塌影响较小。脉冲条件下,GaN HEMT电流崩塌效应主要由栅漏之间表面态充放电引起。测量栅漏之间的准静态电容,当漏极电压为0V时,栅极电压从-5V增加到0V左右,栅漏之间的表面电容出现高达1.5×10-10C的尖峰电容。采用应力测试方法,获得了AlGaN/GaN HEMT漏极电流随时间的变化。实验结果指出,应力导致漏极电流最大减小56.2%;不同电压应力条件下,只要所加时间足够长和电压足够大,相同栅压的电流崩塌程度都近似相等;漏极电流的恢复时间与大小分别为34.5+jVGS与j(VGS-VT)(2-dt)。基于实验结果的理论分析认为,GaN HEMT的GaN缓冲层陷阱以及栅漏之间
其他文献
从现代走向后现代的今天,医院妇产科门诊手术室的工作重点依然倾向于各种手术操作,而对手术护理并不重视,主要体现为缺乏新的护理理念支持、护理方式单一、对患者心理关注度不够
<正>所谓"热门股",是指那些在股票市场上交易量大、交易周转率高、股票流通性强、股票价格变动幅度大的股票。古人云,上兵伐谋。热门股是股市的热点和焦点,如谋略得当,加之操
Yb3+的电子构型仅有一个基态和激发态,无激发态吸收和上转换,YAG有优良的机械性能,Yb3+离子吸收带宽,能与InGaAs二极管泵浦源有效的耦合,可以获得1030nm激光输出,可以实现高浓度的
结合某80m跨径下承式钢管混凝土系杆拱桥,分析了吊杆病害原因,从吊杆类型选择、临时替代方式、临时吊杆张拉步长等方面对吊杆更换进行了系统研究,其中运用MIDAS软件建立系杆
激光小尺度畸变波前的检测和控制是ICF激光驱动器等其它高功率固体激光器关心的重要课题,它对光束的传输、放大过程及聚焦性质有重要影响。本论文对激光小尺度畸变波前检测和
近年来,宽带无线通信技术和应用得到了迅猛的发展,人们对无线数据和多媒体业务的需求,促进了用于高速宽带无线通信的新技术的发展和应用。正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(
针对长江口二期吹泥上滩存在的问题及不足,开展了疏浚土综合利用的技术试验研究。试验研究结果表明:涉及疏浚土用于吹填造陆的吹泥上滩工艺、疏浚土专用吹输泥设备及机具、疏
在节能减排技术的推广应用中,太阳能热水器的推广应用是一个很重要的组成部分。研究开发热效率高、运行可靠、使用寿命长、易与建筑相结合的太阳能热水器就成为当务之急。本
随着科技的发展我国机械行业发展迅速,作为常见的机械设备-离心泵应用广泛。离心泵中机械密封具有使用寿命长、泄露小等优点,对保证离心泵正常工作具有重要作用。但实际工作
氧气法乙烯氧化剂环氧乙烷反应器操作是人工生产环氧乙烷和乙二醇的主要途径,该反应器操作主要是就是以乙烯氧的化学反应为基础,然后再根据实验目的来建立起选择性的实验模型