학술지
High Temperature Storage Test and Its Effect on the Thermal Stability and Electrical Characteristics of AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors
The high temperature storage (HTS) effects on the thermal stability and electrical characteristics of AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs) were investigated. The step-temperature storage tests in the temperature range from 150 °C to 325 °C were performed to evaluate the reliability of device. It was shown that the electrical properties of devices were remarkably changed as temperature increases. The values of the saturation current and the transconductance ranged from 187 mA to 299 mS/mm (fresh device) to 149 mA and 246 mS/mm (after HTS at 325 °C), respectively. In addition, the threshold voltage was shifted in a positive position and the leakage current was significantly decreased. In order to analyze the fundamental mechanisms of device degradation, we investigated the ohmic contact reliability by the transmission line model and analyzed the gate diode characteristics to estimate the diode parameters. It was found that Ti/Al/Ni/Au ohmic contact were stable and showed good thermal performance, but the Schottky contact was more sensitive to the HTS test. Failure analysis using electrical characterization of the gate diode and TEM/EDX cross-section revealed that the gate metal diffusion phenomenon was main degradation mechanism. During HTS test, Ni diffused out from the metal-semiconductor interface and Au formed a Schottky contact on AlGaN layer. To suppress the gate deformation, we adopted the optimum passivation and demonstrated its effect on the device reliability. By comparing the behavior of gate during HTS test, we clarified that the optimum passivation could suppress the diffusion related degradation mechanism and increase the reliability of AlGaN/GaN HEMTs.
키워드
AlGaN/GaN, Gate contact, HEMT, High temperature storage, Reliability
KSP 제안 키워드
AlGaN/GaN HEMTs, Contact reliability, Cross section, Device reliability, Diode parameters, Electrical characterization, Failure Analysis(FA), High electron mobility transistor(HEMT), High temperature storage, Leakage current, Ohmic contact
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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