氮化镓材料因其具有禁带宽度大、临界击穿电场高、电子饱和速度大等优势,在功率半导体领域受到了广泛关注,被视为功率电子器件长足发展的希望。基于应用需求,各大公司相继开发了多种实现增强型GaN器件的技术,并陆续有商用器件投入使用,因此研究应用中GaN器件的可靠性具有重大意义。本文主要围绕着P-GaN增强型商用器件的可靠性展开研究,主要工作及创新点如下:首先,进行了P-GaN器件在关态高压应力下可靠性的研究。采用了区别于其他实验的阶梯型漏极应力实验,通过对应力时间以及应力电压值的改变,观测PGaN增强型商用器件的导通电阻及阈值电压的变化。测试结果表明,不同器件对在关态高压应力下的表现不同,无P-GaN漏极结构的增强型器件在施加300V的高压应力时,导通电阻退化最严重,比施加10V的关态应力时的器件高出17%,而阈值电压几乎没有受到影响;有P-GaN漏极结构的增强型器件在50V时的阈值电压退化最为严重,减小了7%,而导通电阻的变化很小,退化的原因都是陷阱对电子的俘获和空穴的注入,应用时应当考虑应用场合的不同选择相应的器件。其次,进行了P-GaN器件在长时间的脉冲条件下可靠性的研究。通过对商用器件的仿真得到GaN工作时的参数,使用与实际应用的GaN器件相似的工作条件,对GaN器件进行长时间的脉冲应力测试,以模拟开关状态下器件进行长时间工作的状态。长时间脉冲应力测试后变化最为剧烈的是源漏泄露电流这一参数,无P-GaN漏极结构的器件在1小时的高压大电流脉冲应力下增长了十倍以上,器件中出现了漏电通路,由于器件的栅极泄露电流几乎未发生改变,因此此漏电通路出现在漏极下方区域,源漏泄露电流的增加将对器件的功耗产生很大的影响。其他在文章中测量的参数如导通电阻、阈值电压等也都出现了10%以上的退化,这些退化是因为热电子俘获效应以及热电子产生陷阱效应,放置一段时间即可恢复。PGaN器件中可恢复的退化主要与电子陷阱的影响为主,不可恢复的退化则多是产生了新的陷阱,陷阱的重叠导致了漏电通路的产生。