【摘 要】
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AlGaN/GaN的HEMT器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势,已经成为当前研究的热点之一,但是仍未实现商业化,主要是由于对AlGaN/GaN HEMT器件的可靠性问题还需要更多的分析和研究。主要研究工作和研究结果如下:首先,借助光学测量显微镜和扫描电子显微镜分别测得了芯片的基本结构参数,同时研究出了器件结构的特点。其次,针对两款器件分别设计了评估版,并搭建了测试系统,完成了两款器件直
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AlGaN/GaN的HEMT器件在微波大功率和高温应用方面均具有明显的优势,已经成为当前研究的热点之一,但是仍未实现商业化,主要是由于对AlGaN/GaN HEMT器件的可靠性问题还需要更多的分析和研究。主要研究工作和研究结果如下:首先,借助光学测量显微镜和扫描电子显微镜分别测得了芯片的基本结构参数,同时研究出了器件结构的特点。其次,针对两款器件分别设计了评估版,并搭建了测试系统,完成了两款器件直流与微波性能的测试。然后,针对A组器件,完成了电学可靠性测试。直流老化实验,在Vds=28V,Ids=0.8mA,直流功率17W的条件下,进行了 500h老化,发现直流性能基本稳定,栅电流从0.015mA增加到0.1mA,其余参数无明显变化;高场应力实验,分别对比了开态应力（Vd=50V,id=0.4A）条件下和关态应力（Vd=50V。Vg=-10V）条件下的器件退化情况。。最后,结合JEP118文件,制定了详细的GaN基HEMT器件寿命评估的方法,并设定了具体的流程操作流程,每组器件各选三支,同时设定饱和功率退化1dB为失效标准。A组器件结温设定为248.2℃,263.2℃,273.2℃,分别在2080h,580h,145h后,达到制定失效标准;B组器件结温设定为270℃,285℃,300℃,分别在1960h,575h,220h后,达到制定失效标准。依据三个时间温度点,在对数坐标下拟合出了寿命曲线,推算出了主要温度点的寿命值及激活能。A组器件正常工作条件下寿命＞2.5×105h,激活能为2.05eV;B组器件正常工作条件下寿命＞1.0×105h,激活能为1.81eV,可以看出A组器件可靠性方面明显优于B组。本文关于GaN HEMT器件可靠性和寿命评估实验研究,为日后开展GaN HEMT器件可靠性研究提供了一定的技术指导。
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