Prueba de cribado de puertas en obleas para mejorar la fiabilidad previa en HEMT p-GaN

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los dispositivos de semiconductores
• Ingeniería de confiabilidad

Sus antecedentes:

• La robustez de la puerta en los HEMT p-GaN es crítica para la vida útil del dispositivo y para cumplir con los estándares de la industria.
• Las pruebas actuales de fiabilidad consumen mucho tiempo y se realizan normalmente después del envasado.
• Existe la necesidad de métodos de cribado más rápidos en la oblea para identificar temprano posibles fallas en la puerta.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un procedimiento de cribado rápido a temperatura ambiente para la fiabilidad de la puerta p-GaN HEMT.
• Evaluar la eficacia de una capa dieléctrica y de un tratamiento superficial en la fiabilidad previa de la puerta.
• Comprender los mecanismos subyacentes de la fuga de la puerta y la fuga de drenaje a través de simulaciones.

Principales métodos:

• Desarrollo de un procedimiento de esfuerzo a temperatura ambiente para el ensayo de la fiabilidad de la puerta en la oblea.
• Análisis comparativo de dispositivos con un proceso de puerta de referencia, un proceso de capa dieléctrica y un proceso de tratamiento de superficie.
• Utilizando simulaciones de diseño asistido por computadora (TCAD) para investigar el comportamiento del dispositivo.

Principales resultados:

• El proceso de la compuerta de referencia mostró una degradación significativa de la fuga de la compuerta bajo tensión.
• La implementación de una capa dieléctrica mejoró la confiabilidad de la puerta, pero condujo a una alta fuga de drenaje.
• Un tratamiento superficial de p-GaN mejoró la confiabilidad previa de la puerta al tiempo que mantuvo una baja fuga de drenaje.

Conclusiones:

• El método de cribado a temperatura ambiente desarrollado identifica efectivamente los problemas de confiabilidad de la puerta al principio del proceso de fabricación.
• El tratamiento superficial ofrece un enfoque prometedor para mejorar la robustez de la puerta p-GaN HEMT sin comprometer el rendimiento de la fuga de drenaje.
• Las simulaciones TCAD son valiosas para comprender la física de los dispositivos y optimizar los procesos de fabricación.