关态恒定应力前后，器件输出特性、转移特性、栅泄漏电流特性的变化情况如图1所示，应力对器件输出特性和转移特性影响很小，而栅泄漏电流发生明显变化。
图1 关态恒定应力后器件 (a)输出特性，(b)转移特性，(c)栅泄漏电流特性的变化情况
从图1(a)可以看出关态恒定应力后器件输出电流略有减小，而且输出电流线性区的变化程度大于饱和区。这一现象归因于应力过程中栅漏间有源区陷阱俘获电子使得漏串联电阻增加以及“虚栅”效应引起的二维电子气浓度降低，而当器件在饱和状态时，有源区内横向电场的增强减弱了漏串联电阻对输出电流的影响，所以输出电流在饱和区的退化相对较小。
从图1(b)可以看出关态恒定应力后器件阈值电压Vth向正向漂移，增大了6%，跨导最大值Gmmax下降了2%，最大漏电流IDmax下降了3%，这也是由于电子被栅漏间有源区陷阱俘获导致的二维电子气的耗尽。
图1(c)显示关态恒定应力后器件栅泄漏电流明显增大，器件的栅肖特基特性退化，这归结于强电场作用下逆压电效应在AlGaN势垒层中产生的缺陷形成了栅泄漏电流通道。
图2 关态恒定应力下器件阈值电压Vth、最大跨导Gmmax、最大漏电流IDmax、栅泄漏电流IG变化情况
图2显示了关态恒定应力下器件阈值电压Vth、最大跨导Gmmax、最大漏电流IDmax、栅泄漏电流IG随应力时间的变化情况，从图中可以看出，应力作用的起始时刻器件特性参数迅速退化，然后缓慢变化，最后趋于饱和。随着应力时间的增加，最大跨导Gmmax、最大漏电流IDmax和栅泄漏电流IG减小，阈值电压Vth向正向漂移，值得注意的是大约在应力作用后150s，阈值电压Vth的退化略微恢复，并伴随着最大跨导Gmmax和最大漏电流IDmax的略微增大。以上现象可以解释为，在VGstress=-8V，VDstress=25V关态恒定应力过程中，同时存在着陷阱对热电子的俘获效应和逆压电极化效应，陷阱俘获电子使得势垒层表面耗尽，漏串联电阻增加，栅漏之间的电场减小，逆压电极化效应导致AlGaN势垒层晶格弛豫，产生缺陷。整个过程中陷阱对热电子的俘获作用较逆压电极化效应强，陷阱对电子的俘获瞬间可以完成，使得应力作用的起始时刻器件特性参数迅速的退化，而逆压电极化效应强烈的依赖于应力作用的时间，致使应力作用一段时间后逆压电极化效应才开始显现。
关态恒定应力后器件静置24小时的转移特性和栅泄漏电流特性如图3所示，从图中可以看出转移特性持续退化，而栅泄漏电流继续增大。这是因为在AlGaN势垒层中存在着陷阱俘获与释放电子的动态过程，AlGaN势垒层中栅下方陷阱释放的电子有可能被有源区的陷阱重新俘获，这一电子俘获与释放的动态过程使得沟道二维电子气浓度持续降低，也为栅泄漏电流提供了通道，导致出现图3中所示转移特性和栅泄漏电流的变化。
图3 关态恒定应力后器件静置24小时 (a)转移特性和(b)栅泄漏电流特性的变化情况
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