AlGaN/GaN HEMT低频噪声与器件可靠性相关性的研究

研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的退化机理，对于提高器件可靠性，实现实用化至关重要。器件中界面态、表面能级和表面态密度的变化是其低频噪声的重要来源，尤其作为表面效应器件，陷阱电荷涨落通过调制表面势垒，引起沟道载流子涨落，从而导致沟道电流的变化，进而影响器件的可靠性。低频噪声以其高灵敏度、无损、低成本的优点，成为可靠性评估的重要手段。本项目通过对器件低频噪声与可靠性相关性的研究，研究其中各噪声分量与器件表征参量的相关性，揭示界面退化、逆压电极化效应引起器件退化的物理机制；分析产生－复合低频噪声频谱，获得器件中缺陷的分布信息，研究缺陷行为和噪声灵敏度的相关性，揭示缺陷引起器件退化的微观机制；通过1/f噪声频谱，结合器件能带结构分析，揭示沟道中载流子的输运过程，加深器件退化机理的理解，最终实现GaN基HEMT可靠性的提高。

研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的退化机理，对于提高器件可靠性，实现实用化至关重要。器件中界面态、表面能级和表面态密度的变化是其低频噪声的重要来源，尤其作为表面效应器件，陷阱电荷涨落通过调制表面势垒，引起沟道载流子涨落，从而导致沟道电流的变化，进而影响器件的可靠性。低频噪声以其高灵敏度、无损、低成本的优点，成为可靠性评估的重要手段。.本课题完成了适用于GaN材料低频噪声研究测试系统的构建，为GaN材料低频噪声与可靠性相关性研究工作的开展奠定了实验基础。研究器件低频噪声参数与器件特性相关性，获得缺陷密度等特性参数，实现器件可靠性的有效评价。获得GaN基器件在不同偏置下低频噪声参数，确定载流子涨落和迁移率涨落引起器件退化的物理机制。获得器件在有无光照条件下低频噪声曲线，确定表面态导致器件退化的物理机制。研究不同温度下器件低频噪声与器件特性参数的相关性，结合变温IV和变温CV结果，实现器件漏电机制的深入分析。完成AlGaN/GaN异质结的能带模拟，结合低频噪声结果，分析沟道电子在子带间散射过程，揭示沟道的量子限制与器件可靠性相关性。获得器件在高温存储，高温反偏和漏电压应力下的低频噪声参数，确定器件在应力下的噪声来源，揭示应力诱生缺陷导致器件退化的机制。本课题按照项目计划书执行，完成了原定研究目标，为提高器件可靠性奠定了一定基础。.共发表（含收录）科技论文6篇，其中SCI收录3篇，国际会议论文3篇，申请国家发明专利3项。