基于峰值谱技术的GaN基HEMT器件陷阱演化特征及物理机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61804006
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0404.半导体电子器件与集成
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:冯士维; 何鑫; 石帮兵; 李轩; 于文娟; 肖宇轩;
- 关键词:
项目摘要
GaN-based high electron mobility transistors (HEMTs) show outstanding performance in communications, power electronics, and other fields. However, the evolution of traps caused by high temperature thermal stress and dynamic strong field during operation is the main reason for degradation of electrical characteristics parameters in GaN-based HEMTs, and it has become a key factor affecting its reliability and stability. This project aims to improve the reliability of GaN-based HEMT devices. It is proposed to improve the trap characteristics characterization method base on the transient drain current. It transforms the invisible trap evolution into a visual spectral line shift to achieve the spectral characterization of trap evolution. Using the "first separation after coupling" approach, the evolution of device traps under stress (multiphysics) coupling will be studied by spectral characterization technology. We focus on the analysis of the synergistic effects of high-temperature thermal stress and dynamic strong fields on trap evolution under high-frequency high-power applications. The relationship between device electrical parameter degradation and trap evolution will be quantified. The physical mechanism of the device's electrical parameters degradation caused by the evolution of traps will be clarified. The evolution of the electrical parameters related to the evolution of trap-related GaN-based HEMT devices will be established. Through in-depth study of basic scientific issues, this project strives to provide theoretical and data support for improving the performance and reliability of GaN-based HEMT devices.
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)在通讯、电力电子等领域表现出了卓越的性能。然而,高频大功率应用下,高温热应力和动态强场引起的陷阱演化问题,是导致GaN基HEMT器件电学特性参数退化的主因,成为影响其可靠性和稳定性的关键因素。本项目以提高GaN基HEMT器件可靠性为导向,拟通过完善基于漏极电流瞬态变化的陷阱特性表征方法,将不可见的陷阱演化转化为可视化的谱线移动,实现陷阱演化的谱值化表征。以此为技术手段,采用“先分离后耦合”的方式,研究应力(多物理场)耦合下器件陷阱演化特征;重点分析高频大功率应用下,高温热应力和动态强场对陷阱演化的协同作用机制;定量分析器件电学参数退化与陷阱演化之间的关系;阐明陷阱演化引起器件电学参数退化的物理内涵;并建立陷阱演化相关的GaN基HEMT器件电学参数退化模型。通过深入研究基础科学问题,力争为GaN基HEMT器件性能和可靠性的提高提供理论和数据支持。
结项摘要
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)器件在通讯、电力电子等领域表现出了卓越的性能。然而,其工作时产生的高温热应力、动态强场、辐照等导致的微区结构损伤和陷阱演化问题,是GaN基HEMT器件电学特性参数退化的主因,成为影响其可靠性和稳定性的关键因素。本项目以提高GaN基HEMT器件可靠性为导向,通过完善基于漏极电流瞬态变化的陷阱特性表征方法,定量确定不同应力作用下的损伤(陷阱)对漏极电流变化的贡献,将不可见的器件微区结构损伤和陷阱演化转化为可视化的谱线移动,实现了器件微区结构损伤位置和损伤程度的无损、快速、准确表征。以此为技术手段,采用“先分离后耦合”的方式,研究应力(多物理场)耦合下器件陷阱演化特征;重点分析机械应力、高温热应力、动态强场和辐照等对器件微区结构损伤和陷阱演化的协同作用机制;定量分析器件电学参数退化与损伤/陷阱演化之间的关系;阐明损伤/陷阱演化引起器件电学参数退化的物理内涵;并建立陷阱演化相关的GaN基HEMT器件电学参数退化模型。通过深入研究基础科学问题,为GaN基HEMT器件性能和可靠性的提高提供理论和数据支持。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Junction Temperature Measurement Method for SiC Bipolar Junction Transistor Using Base-Collector Voltage Drop at Low Current
利用低电流基极-集电极压降测量 SiC 双极结晶体管的结温方法
- DOI:10.1109/tpel.2019.2894346
- 发表时间:--
- 期刊:IEEE Transactions on Power Electronics
- 影响因子:6.7
- 作者:Bangbing Shi;Shiwei Feng;Yamin Zhang;Kun Bai;Yuxuan Xiao;Lei Shi;Hui Zhu;Chunsheng Guo
- 通讯作者:Chunsheng Guo
Evidence of GaN HEMT Schottky Gate Degradation After Gamma Irradiation
伽马射线照射后 GaN HEMT 肖特基栅极退化的证据
- DOI:10.1109/ted.2019.2928560
- 发表时间:2019-07
- 期刊:IEEE Transactions on Electron Devices
- 影响因子:3.1
- 作者:Zheng Xiang;Feng Shiwei;Peng Chao;Lin Gang;Bai Lin;Li Xuan;Yang Ying;Pan Shijie;Hu Zhaoxu;Li Xiaoyang;Zhang Yamin
- 通讯作者:Zhang Yamin
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- 通讯作者:MA Fengshan① ZHAO Haijun① CHEN Dexin② WANG Hu② CHE
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