以SiN作为介质的钝化技术为例,GaN HEMT研制过程中SiN钝化介质常用等离子增强化学气相沉积( PECVD)的方法得到,PECVD生长的SiN介质膜较为疏松,钝化后 GaN HEMT器件的漏电较高。感应耦合等离子体(ICP)辅助的PECVI相比于PECVD多了一个ICP射频功率,其在室温下淀积得到的介质薄膜致密性就可与 PECVD在高温下生长得到的相媲美,进一步提高成膜温度后可以获得更为致密、击穿场强更高的介质膜,可以提升对器件的钝化效果。在实验中发现,采用 ICP- PECVD方法生长在AlGaN/ GaN HEMT上的SiN介质膜表现为压应力,而由 PECVD方法生长的SiN膜表现为张应力,由于Ⅲ族氮化物材料自身具有很强的压电极化效应,因此介质钝化层的应力对器件性能及可靠性将带来重要影响。下面介绍一种结合ICP- PECVD和 PECVD两种技术的特点的新型钝化工艺,首先利用PECVD技术淀积一层SiN介质钝化膜,之后再用ICP- PECVD技术淀积另一层SiN介质钝化膜,形成一个双层SiN介质钝化层,达到一定程度应力补偿的目的。图1给出了采用两种SiN介质钝化方法 GaN HEMT正反向肖特基栅温度特性的比较。由图可见,采用单层SiN钝化膜的 GaN HEMT器件在25~175℃的环境温度变化时,其正反向栅电流出现较大离散,相比之下,采用PECVD结合ICP- PECVD形成双层SiN钝化膜的HEMT器件有效抑制了器件肖特基正反向栅电流随环境温度的漂移。由于 GaN HEMT器件输出功率大,自身热耗散严重,所引起的温升也高,通过改善器件肖特基正反向栅流随温度的变化,可以增强器件在大功率下工作时的栅控能力,从而有助于提升器件的可靠性。
以SiN作为介质的钝化技术为例,GaN HEMT研制过程中SiN钝化介质常用等离子增强化学气相沉积( PECVD)的方法得到,PECVD生长的SiN介质膜较为疏松,钝化后 GaN HEMT器件的漏电较高。感应耦合等离子体(ICP)辅助的PECVI相比于PECVD多了一个ICP射频功率,其在室温下淀积得到的介质薄膜致密性就可与 PECVD在高温下生长得到的相媲美,进一步提高成膜温度后可以获得更为致密、击穿场强更高的介质膜,可以提升对器件的钝化效果。在实验中发现,采用 ICP- PECVD方法生长在AlGaN/ GaN HEMT上的SiN介质膜表现为压应力,而由 PECVD方法生长的SiN膜表现为张应力,由于Ⅲ族氮化物材料自身具有很强的压电极化效应,因此介质钝化层的应力对器件性能及可靠性将带来重要影响。下面介绍一种结合ICP- PECVD和 PECVD两种技术的特点的新型钝化工艺,首先利用PECVD技术淀积一层SiN介质钝化膜,之后再用ICP- PECVD技术淀积另一层SiN介质钝化膜,形成一个双层SiN介质钝化层,达到一定程度应力补偿的目的。图1给出了采用两种SiN介质钝化方法 GaN HEMT正反向肖特基栅温度特性的比较。由图可见,采用单层SiN钝化膜的 GaN HEMT器件在25~175℃的环境温度变化时,其正反向栅电流出现较大离散,相比之下,采用PECVD结合ICP- PECVD形成双层SiN钝化膜的HEMT器件有效抑制了器件肖特基正反向栅电流随环境温度的漂移。由于 GaN HEMT器件输出功率大,自身热耗散严重,所引起的温升也高,通过改善器件肖特基正反向栅流随温度的变化,可以增强器件在大功率下工作时的栅控能力,从而有助于提升器件的可靠性。