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Reliability Assessment of Normally-off p-AlGaN-gate GaN HEMTs with Gate-bias Stress

상시불통형 p-AlGaN-게이트 질화갈륨 이종접합 트랜지스터의 게이트 전압 열화 시험

  • Keum, Dongmin (Dept. of Electronics and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Kim, Hyungtak (Dept. of Electronics and Electrical Engineering, Hongik University)
  • Received : 2018.03.05
  • Accepted : 2018.03.28
  • Published : 2018.03.31

Abstract

In this work, we performed reverse- and forward-gate bias stress tests on normally-off AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMTs) with p-AlGaN-gate for reliability assessment. Inverse piezoelectric effect, commonly observed in Schottky-gate AlGaN/GaN HEMTs during reverse bias stress, was not observed in p-AlGaN-gate AlGaN/GaN HEMTs. Forward gate bias stress tests revealed distinct degradation of p-AlGaN-gate devices exhibiting sudden increase of gate leakage current. We suggest that forward gate bias stress tests should be performed to define the failure criteria and assess the reliability of normally off p-AlGaN-gate GaN HEMTs.

본 연구에서는 상시불통형 p-AlGaN-게이트 질화갈륨(GaN) 이종접합 트랜지스터의 신뢰성 평가를 위한 가속열화 시험 조건을 수립하기 위해 게이트 전압 열화 시험을 진행하였다. 상시불통형 트랜지스터의 동작 조건을 고려하여 기존 상시도통형 쇼트키-게이트 소자평가에 사용되는 게이트 역전압 시험과 더불어 순전압 시험을 수행하여 열화특성을 분석하였다. 기존 상시도통형 소자와 달리 상시불통형 소자에서는 게이트 역전압 시험에 의한 열화는 관찰되지 않은 반면, 게이트 순전압 시험에서 심한 열화가 관찰되었다. 상시불통형 질화갈륨 전력 반도체 소자의 신뢰성 평가에 게이트 순전압 열화 시험이 포함되어야 함을 제안한다.

Keywords

References

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