A Parametric Technique for Trap Characterization in AlGaN/GaN HEMTs

Autor: Ali Soltani, Brahim Benbakhti, S. J. Duffy, K. Ahmeda, Hassane Ouazzani Chahdi, M. Boucherta, Karol Kalna, Nour Eddine Bourzgui, Weidong Zhang, M. Mattalah
Přispěvatelé: Liverpool John Morres University - LJMU (UK), Cardiff Metropolitan University, Swansea University, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université Saad Dahleb (ALGERIE), Puissance - IEMN (PUISSANCE - IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique [Sherbrooke] (3IT), Université de Sherbrooke (UdeS), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: IEEE Transactions on Electron Devices
IEEE Transactions on Electron Devices, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, 67 (5), pp.1924-1930. ⟨10.1109/TED.2020.2980329⟩
IEEE Transactions on Electron Devices, 2020, 67 (5), pp.1924-1930. ⟨10.1109/TED.2020.2980329⟩
ISSN: 1557-9646
0018-9383
DOI: 10.1109/ted.2020.2980329
Popis: International audience; A new parametric and cost-effective technique is developed to decouple the mechanisms behind current degradation in AlGaN/GaN high-electron mobility transistors (HEMTs) under a normal device operation: self-heating and charge trapping. Our unique approach investigates charge trapping using both source (IS) and drain (ID) transient currents for the first time. Two types of charge-trapping mechanisms are identified: 1) bulk charge trapping occurring on a timescale of less than 1 ms and 2) surface charge trapping with a time constant larger than a millisecond. Through monitoring the difference between IS and ID, a bulk charge-trapping time constant is found to be independent of both drain (V DS ) and gate (V GS ) biases. Surface charge trapping is found to have a much greater impact on slow degradation than bulk trapping and self-heating. At a short timescale (1 ms), the dynamic ON-resistance degradation is predominantly limited by surface charge trapping.
Databáze: OpenAIRE