一种p-GaN HEMTs栅电荷表征方法
DOI:
作者:
作者单位:

(1. 江南大学 电子工程系 物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122;2. 无锡芯鉴半导体技术有限公司, 江苏 无锡 214000;3. 无锡华润安盛科技有限公司, 江苏 无锡 214000)

作者简介:

刘 震(1997—),男(汉族),安徽阜阳人,硕士研究生,研究方向为功率器件参数测试与应用研究。 闫大为(1981—),男(汉族),山东枣庄人,副教授,研究方向为功率芯片和应用模块设计测试、可靠性分析技术。通信作者。

通讯作者:

中图分类号:

TN386

基金项目:

江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(KYCX18_1855)


Gate Charge Characterization Method for p-GaN HEMTs
Author:
Affiliation:

(1. Engineering Research Center of IOT Technology Applications of Ministry of Education, Department of Electronic Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, P. R. China;2. Wuxi Xinjian Semiconductor Technology Co. , Ltd. , Wuxi, Jiangsu 214000, P. R. China;3. Wuxi China Resources Micro-assembly Technology Co., Ltd., Wuxi, Jiangsu 214000, P. R. China)

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    摘要:

    与Si基金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFETs)的绝缘栅结构不同,p-GaN增强型高电子迁移率晶体管(HEMTs)的栅极结构为pn结,其在较大正向电压下处于导通状态,漏电导较大。传统栅电荷测试方法假设栅极注入电流全部存储为栅电荷,因此不适用于p-GaN HEMTs器件,否则会严重高估数值。鉴于此,基于栅电荷积累的基本过程,提出了利用动态电容法来减小漏电流影响来提取p-GaN E-HEMT的栅电荷参数。结果表明,该方法能够得到更理想的栅电荷米勒平台和特性曲线,结果更符合实际,具有重要的应用价值。

    Abstract:

    Unlike the insulated gate structure of the Si-based metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), the gate of p-GaN-enhanced high electron mobility transistors (HEMTs) is a p-n junction, which is highly conductive under a large forward bias condition. The traditional method for the gate charge assumes that all current is injected and stored as gate charge. Thus, it is not applicable to p-GaN HEMT devices because the parameter values would be significantly overestimated. In this study, based on the basic accumulation process of the gate charge, we propose a dynamic capacitance method to extract the gate charge parameters of p-GaN E-HEMTs, which can reduce the impact of the forward leakage current. The capacitance method produces an ideal Miller plateau and characteristic curve, indicating significant potential for practical application.

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  • 收稿日期:2023-08-24
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  • 在线发布日期: 2024-06-27
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