The invention relates to a soft pulse switch test method for distinguishing surface and buffer layer current collapse. Double pulse generator produces double pulse, a reasonable set of pulse parameters, the voltage stress applied to the device under test, the device is significantly different changes in the electrical properties of devices, according to the different electrical characteristics distinguish the surface and buffer layer current collapse. The invention provides a simple and reliable method for detecting the current collapse of GaN surface and buffer layer accurately and skillfully.
【技术实现步骤摘要】
双脉冲软开关测试法区分GaNHEMT表面及缓冲层电流坍塌
本专利技术属于半导体器件测试领域,尤其涉及GaN半导体器件测试领域本专利技术可以有效区分GaN半导体器件表面及缓冲层电流坍塌,为区分两种形式的电流坍塌提供了一种可靠方法。
技术介绍
GaN材料具有禁带宽度大、击穿电场高等优势,基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)在微波毫米波功率器件和大功率电力电子器件中有着重要的应用潜力。当前,可靠性问题是制约GaN器件大规模应用的主要因素,其中GaN器件特有的电流崩塌效应是尤为严峻的,它已经限制了GaNHEMT的开关速度以及微波输出功率。由此,充分理解电流坍塌的主导因素对材料生长、器件制造和工艺优化都有重要的指导意义。目前对GaNHEMT的电流崩塌效应一种较普遍的测试表征方法是脉冲I-V测试。即在AlGaN/GaNHEMT器件的栅极加上一定范围的脉冲信号,使器件从深度截止状态转换到开启状态,漏极则用直流电压源来扫描,从而得到器件样品的I-V曲线。传统的测试方式包括:1.单脉冲信号扫描;2.同步双脉冲信号扫描。前者测量方法简单,但不能更为全面反映器件在脉冲信号下的工作特性,后者由于瞬态测试期间会诱发额外的不确定电应力因素从而导致测试前的偏置情况是很复杂的,不利于对电流崩塌的进行更加明确细致的研究。除此之外,AlGaN势垒层表面和GaN缓冲层中的缺陷是引起电流坍塌的两个主要原因,但是目前尚无完善的测量方法对二者加以区分。
技术实现思路
为了解决当前无法完善区分AlGaN势垒层表面和GaN缓冲层中缺陷引起电流坍塌的问题,本专利技术提出了一种双脉冲软开 ...
【技术保护点】
一种双脉冲软开关测试方法,用于测试区分GaN HEMT器件的表面和缓冲层电流坍塌,其特征在于,包括:在GaN半导体晶圆上任选若干器件,表征其电流坍塌;将所述器件放置在测试探针台上,打开抽真空装置,将GaN晶圆片吸附在探针台上,测试探针分别与器件的栅、源、漏连接;利用双脉冲测试信号源产生稳定的脉冲信号,分别加在GaN HEMT的栅极、漏极,源极接地;设置好双脉冲信号的脉宽和周期、栅极电压应力(VGS0)、漏极电压应力(VDS0)、测试结果的显示和存储,测量得到不同(VGS0,VDS0)下的源漏电流;根据所述测试电压以及相应的源漏电流,通过欧姆定律算得相应的器件动态导通电阻,将其与静态导通电阻做比,形成归一化的动态导通电阻随栅极电应力的变化特性曲线;根据所述特性曲线判定、区分GaN HEMT器件的表面和缓冲层电流坍塌。
【技术特征摘要】
1.一种双脉冲软开关测试方法,用于测试区分GaNHEMT器件的表面和缓冲层电流坍塌,其特征在于,包括:在GaN半导体晶圆上任选若干器件,表征其电流坍塌;将所述器件放置在测试探针台上,打开抽真空装置,将GaN晶圆片吸附在探针台上,测试探针分别与器件的栅、源、漏连接;利用双脉冲测试信号源产生稳定的脉冲信号,分别加在GaNHEMT的栅极、漏极,源极接地;设置好双脉冲信号的脉宽和周期、栅极电压应力(VGS0)、漏极电压应力(VDS0)、测试结果的显示和存储,测量得到不同(VGS0,VDS0)下的源漏电流;根据所述测试电压以及相应的源漏电流,通过欧姆定律算得相应的器件动态导通电阻,将其与静态导通电阻做比,形成归一化的动态导通电阻随栅极电应力的变化特性曲线;根据所述特性曲线判定、区分GaNHEMT器件的表面和缓冲层电流坍塌。2.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于:包括双脉冲信号源...
【专利技术属性】
技术研发人员:王茂俊,陶明,张川,郝一龙,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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