Técnica de medición del tiempo de recuperación del voltaje de umbral después de la inestabilidad post V en transistores de movilidad electrónica alta de GaN de puerta p normalmente apagados
Autores: Murukesan, Karthick; Udrea, Florin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Técnica de medición del tiempo de recuperación del voltaje de umbral después de la inestabilidad post V en transistores de movilidad electrónica alta de GaN de puerta p normalmente apagados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Técnica de medición
Tiempo de recuperación
Estrés de compuerta
HEMTs
Voltaje umbral
Densidad de trampas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, proponemos una técnica de medición simple para medir cuantitativamente el tiempo que tarda la tensión de umbral de los HEMTs de p-GaN AlGaN/GaN normalmente apagados en recuperarse de una inestabilidad inducida por estrés en la compuerta operativa nominal. La técnica propuesta elimina la necesidad de realizar un barrido completo de la característica de transferencia después del estrés, eliminando así el efecto de inestabilidad inducido por la medición, que a menudo afecta la medición precisa del tiempo de recuperación. La velocidad de recuperación y los tiempos de recuperación extraídos tienen importancia en correlacionar empíricamente la ubicación de trampas en la región de barrera de p-GaN o AlGaN que causan la inestabilidad de V. La compuerta del HEMT se estresa a tensiones de conducción operativas nominales de 1,5 V, 2 V y 4 V durante varios intervalos de tiempo de 500 s a 100 s, y el tiempo que tarda la corriente de drenaje en recuperarse a niveles pre-estrés medidos en voltaje cercano al umbral (~1,1 V) se mide como el tiempo de recuperación de la tensión de umbral. Con el aumento de las tensiones de estrés de la compuerta, el 2DEG queda atrapado en niveles de energía de trampa relativamente más profundos en la interfaz AlGaN/GaN, lo que requiere más tiempo de emisión durante el proceso de recuperación, lo que obliga a tiempos de recuperación más largos. A una tensión de estrés más alta de 4 V, la corriente de fuga de la compuerta Schottky es lo suficientemente alta como para permitir que los huecos inyectados crucen la barrera de AlGaN y contrarresten el 2DEG profundamente atrapado, requiriendo relativamente los mismos tiempos de recuperación que las tensiones de estrés más bajas donde la fuga de la compuerta es despreciablemente pequeña. Con el aumento del tiempo de estrés, la cantidad de 2DEG atrapado aumenta, lo que requiere más tiempo de recuperación para desatrapar y más allá de cierto tiempo, se produce la saturación de la densidad de trampas, lo que hace que el tiempo de recuperación se estabilice.
Descripción
En este estudio, proponemos una técnica de medición simple para medir cuantitativamente el tiempo que tarda la tensión de umbral de los HEMTs de p-GaN AlGaN/GaN normalmente apagados en recuperarse de una inestabilidad inducida por estrés en la compuerta operativa nominal. La técnica propuesta elimina la necesidad de realizar un barrido completo de la característica de transferencia después del estrés, eliminando así el efecto de inestabilidad inducido por la medición, que a menudo afecta la medición precisa del tiempo de recuperación. La velocidad de recuperación y los tiempos de recuperación extraídos tienen importancia en correlacionar empíricamente la ubicación de trampas en la región de barrera de p-GaN o AlGaN que causan la inestabilidad de V. La compuerta del HEMT se estresa a tensiones de conducción operativas nominales de 1,5 V, 2 V y 4 V durante varios intervalos de tiempo de 500 s a 100 s, y el tiempo que tarda la corriente de drenaje en recuperarse a niveles pre-estrés medidos en voltaje cercano al umbral (~1,1 V) se mide como el tiempo de recuperación de la tensión de umbral. Con el aumento de las tensiones de estrés de la compuerta, el 2DEG queda atrapado en niveles de energía de trampa relativamente más profundos en la interfaz AlGaN/GaN, lo que requiere más tiempo de emisión durante el proceso de recuperación, lo que obliga a tiempos de recuperación más largos. A una tensión de estrés más alta de 4 V, la corriente de fuga de la compuerta Schottky es lo suficientemente alta como para permitir que los huecos inyectados crucen la barrera de AlGaN y contrarresten el 2DEG profundamente atrapado, requiriendo relativamente los mismos tiempos de recuperación que las tensiones de estrés más bajas donde la fuga de la compuerta es despreciablemente pequeña. Con el aumento del tiempo de estrés, la cantidad de 2DEG atrapado aumenta, lo que requiere más tiempo de recuperación para desatrapar y más allá de cierto tiempo, se produce la saturación de la densidad de trampas, lo que hace que el tiempo de recuperación se estabilice.