通过无偏向的高加速应力测试 (uHAST) 改进金属间介电流过程,以提高HTRB在功率稳定性中获得高电子移动性晶体管 (HEMT) 的稳定性
Yu-Ting Chuang1,2, Niall Tumilty2, Tian-Li Wu3
1MossFloat Ltd., Hsinchu City 30010, Taiwan.
Micromachines
|November 27, 2025
概括
研究了化高电子移动性晶体管 (GaN HEMT) 在高温逆偏差下发生故障. 删除N-甲基-2-pyrrolidone (NMP) 处理解决了介电分层和提高了可靠性,防止故障.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 化高电子移动性晶体管 (GaN HEMT) 对功率电子非常重要.
- 在GaN HEMT中观察到严重的高温反向偏差 (HTRB) 失效,设备迅速失效.
- 了解这些故障机制对于改善设备寿命至关重要.
研究的目的:
- 在HTRB条件下调查GaN HEMT的故障机制.
- 为了确定快速设备故障的根本原因.
- 制定提高GaN HEMT可靠性的策略.
主要方法:
- 对失败的GaN HEMT进行了深入的电气和物理分析.
- 使用无偏高加速应力测试 (uHAST) 诱导介电分层.
- 与电参数转移相关联的分层,特别是非状态的排水泄漏电流 (IDSS).
主要成果:
- 无偏高加速应力测试 (uHAST) 在化物-聚胺接口上有效诱导介电分层.
- 分层与增加的状态外排水泄漏电流 (IDSS) 有着强烈的相关性.
- 移除N-甲基-2-pyrrolidone (NMP) 处理步骤消除了分层和提高了可靠性.
结论:
- 确定N-甲基-2-pyrrolidone (NMP) 处理是导致介电分层和HTRB故障的关键因素.
- 消除NMP显著提高了GaN HEMT的可靠性,在1000小时HTRB应力后零故障.
- 无偏高加速应力测试 (uHAST) 是评估包装和薄膜粘附度,识别分层问题的一种有效方法.


