近日，以“創(chuàng)芯生態(tài) 碳索未來”為主題的第七屆國際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會(huì)展中心舉行。本屆論壇由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）聯(lián)合主辦，北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦。
期間，“氮化鎵功率器件“專場上，電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李曦做了題為“GaN HEMT功率器件的熱瞬態(tài)測(cè)試方法與機(jī)理研究”的主題報(bào)告。
隨著功率器件逐漸走向高頻高壓應(yīng)用，Si基器件受開關(guān)損耗的限制已經(jīng)很難繼續(xù)突破。而寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN由于高遷移率、高臨界擊穿電場而更能耐高壓、高頻。
但隨著功率密度不斷上升，器件熱產(chǎn)生加劇，同時(shí)由于GaN的自熱效應(yīng)，加上GaN熱導(dǎo)率不高，導(dǎo)致GaN HEMT的熱問題顯著。要分析HEMT的熱特性，提高器件熱可靠性，就離不開對(duì)器件結(jié)溫提取以及熱阻的測(cè)試，目前關(guān)于GaN HEMT熱阻的測(cè)試還未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，常見的是依靠柵極處的肖特基接觸進(jìn)行熱測(cè)試，但并不是所有的HEMT器件柵極都具有肖特基接觸。
在對(duì)HEMT的接觸電阻以及電子遷移率的溫度特性研究發(fā)現(xiàn)，接觸電阻具有很好的線性溫度特性，此外綜合電子遷移率以及載流子濃度的溫度系數(shù)最后發(fā)現(xiàn)整體導(dǎo)通電阻具有很好的溫度特性，因此導(dǎo)通電阻可以作為熱瞬態(tài)測(cè)試的熱敏系數(shù)。
采用了GaN HEMT的導(dǎo)通電阻作為熱敏參數(shù)進(jìn)行熱瞬態(tài)測(cè)試，與利用柵極肖特基接觸相比，此法不受限于特定的幾種柵極結(jié)構(gòu)，甚至對(duì)于耗盡型的HEMT也同樣適用；在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)由于GaN HEMT動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻得問題使得熱瞬態(tài)測(cè)試的結(jié)果一致性較差，無法重復(fù)得到相同的測(cè)試結(jié)果。
在測(cè)試中通過加入高溫150℃烘烤10分鐘的步驟，使得器件在每次測(cè)試前均恢復(fù)至初始狀態(tài)，使得最終熱瞬態(tài)測(cè)試的結(jié)果具有良好的可重復(fù)性。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）
