An athermal measurement technique for long time constants traps characterization in GaN HEMT transistors

Autor: Cédric Duperrier, Alexis Divay, Farid Temcamani, Olivier Latry, Mohamed Masmoudi
Přispěvatelé: Groupe de physique des matériaux (GPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU), Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (ETIS - UMR 8051), Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Électronique et Commande des Systèmes Laboratoire (ECS-Lab), Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications, DGA- Région Haute Normandie, Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Divay, Alexis, Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2015
Předmět:
High Electron Mobility Transistors (HEMTs)
Materials science
[SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Trapping
High-electron-mobility transistor
GaN
law.invention
Stress (mechanics)
Reliability (semiconductor)
law
Electronic engineering
[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Electrical and Electronic Engineering
Safety
Risk
Reliability and Quality
business.industry
Transistor
Time constant
Condensed Matter Physics
[SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics
Atomic and Molecular Physics
and Optics
[SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Surfaces
Coatings and Films
Electronic
Optical and Magnetic Materials
Characterization (materials science)
Optoelectronics
Transient (oscillation)
traps
business
slow transients
Zdroj: ESREF 2015
ESREF 2015, Oct 2015, Toulouse, France
ISSN: 0026-2714
DOI: 10.1016/j.microrel.2015.06.074
Popis: International audience; GaN High Electron Mobility Transistors (HEMTs) are very promising for high power switching and radiofrequency operation. However, the lack of reliability feedback is one of its major drawbacks. Trapping effect especially is one of the main performance limitations of such components. Many measurement techniques exist for trapping effects characterization, especially for short time constant traps (s to several ms). However for longer time constants, self-heating may distort the measurements. This paper presents an electrical and athermal transient measurement method which has been developed to study the trapping and detrapping time constants of such components. It allows the extraction of slow transients without self-heating problems and is usable in long term electrical stress experiments. A simulation of this method with a simplified component’s model and the measurements results are presented. With this technique, we investigated especially the long time constants (τ>20 ms) over a range of temperature from 10°C to 105°C. We observed three thermally activated trap signatures on GaN devices with our method.
Databáze: OpenAIRE
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