申请/专利权人：山东大学

申请日：2024-03-21

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117928769A

主分类号：G01K13/00

分类号：G01K13/00;G01K7/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明涉及一种确定氮化镓器件沟道载流子温度的方法，属于微电子技术领域，本发明提取计算不同环境温度下阈值电压漂移曲线和寄生源电阻漂移曲线，室温下不同源漏电压时饱和源漏电流的下降值和跨导值，代入公式中求解得到不同耗散功率下器件的沟道温度值，以此来表征器件工作时的自热效应，该提取方法可有效预测器件工作时的沟道温度，对器件的安全范围做出预期，减少可避免的器件退化及失效问题，延长器件寿命。沟道温度的有效预测也对优化器件结构和提高功率水平下器件的散热效率等方面具有一定的指导意义。

主权项：1.一种确定氮化镓器件沟道载流子温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备GaN器件，GaN器件包括衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、AlN中间层、Al0.2Ga0.8N势垒层、GaN帽层、源极、漏极和栅极；（2）采用栅极探针法测试RS，测试过程中源极接地，漏极电压在0-1V下变化，栅源电流IG固定为一个常数，将IG设置为0.1-1mA，分别测试获得不同IG下的VG-IDS曲线，VG表示栅源电压，IDS表示漏源电流，VG与IDS之间具有线性关系，将VG对IDS求导，VG-IDS曲线的斜率即为源端欧姆接触电阻和栅源间沟道电阻之和RS： （1）其中W为栅极的宽度；（3）在室温25℃下进行不同源漏电压VDS条件下器件的转移曲线测试，得到不同栅源电压VG下器件的VDS-IDS曲线，筛选出VG=0V条件下器件的VDS-IDS曲线，得到VG=0V时不同VDS下的跨导值gm，其中IDS为源漏电流；提取不同VDS下的gm和，其中，Isat为器件在工作点时的饱和电流值，为室温25℃下的电流参考值，为外推饱和电流至VDS=0V时与纵坐标的交点；在多个外加温度下进行VDS=10V偏置条件下的器件转移特性测试，得到不同温度下器件的阈值电压Vth以及不同温度下RS值；然后使用多项式拟合得到RS=fT、Vth=fT的函数；（4）各部分饱和电流的下降相加得： （2）其中，ΔVsat为工作温度相对于室温参考值的电子速度变化量，忽略不计；VDRsub表示通过衬底上的漏电流，忽略不计，则由公式（2）推导得到： （3）公式（3）中，ΔIsat为的差值，ΔRS为RS相对于室温时的寄生电阻变化量，其值为RS=fT和室温25℃下RS的差值，ΔVth为相对于室温时的阈值电压变化量，其值为Vth=fT和常温25℃下Vth的差值；将不同源漏电压VDS下的ΔIsat、gm、Isat，以及关于变量T的函数关系式ΔRS、ΔVth带入公式（3）中进行迭代求解，得到不同VDS下的沟道温度值T。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 一种确定氮化镓器件沟道载流子温度的方法

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