GaN高电子迁移率晶体管强电磁脉冲损伤效应与机理?

• 作者: 于新海 刘胜北 刘阳 席晓文 杨银堂 柴常春 樊庆扬
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: GaN 高电子迁移率晶体管 强电磁脉冲 损伤机理
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 038402-1-038402-7
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.038402

摘要

提出了一种新型GaN异质结高电子迁移率晶体管在强电磁脉冲下的二维电热模型，模型引入材料固有的极化效应，高场下电子迁移率退化、载流子雪崩产生效应以及器件自热效应，分析了栅极注入强电磁脉冲情况下器件内部的瞬态响应，对其损伤机理和损伤阈值变化规律进行了研究。结果表明，器件内部温升速率呈现出“快速-缓慢-急剧”的趋势。当器件局部温度足够高时(>2000 K)，该位置热电子发射与温度升高形成正反馈，导致温度急剧升高直至烧毁。栅极靠近源端的柱面处是由于热积累最易发生熔融烧毁的部位，严重影响器件的特性和可靠性。随着脉宽的增加，损伤功率阈值迅速减小而损伤能量阈值逐渐增大。通过数据拟合得到脉宽τ与损伤功率阈值P和损伤能量阈值E的关系。