Исследование обратного пьезоэлектрического эффекта и эффекта ловушек в HEMT AlGaN/GaN при ступенчатом воздействии обратного смещения при криогенной температуре

Исследованы обратный пьезоэлектрический эффект и эффект ловушек в HEMT GaN, подвергнутых воздействию сильного электрического поля при ступенчатом воздействии обратного смещения и криогенной температуре (CT, 77 K). Установлено, что при CT обратный пьезоэлектрический эффект подавляется, тогда как эффект ловушек усиливается. Вследствие меньшего растягивающего напряжения в исходно выращенном барьере AlGaN при CT критическое напряжение, связанное с обратным пьезоэлектрическим эффектом, возрастает с 75 В при 300 K до 100 В при CT, что снижает необратимую деградацию приборов. Обратный пьезоэлектрический эффект преимущественно определяет деградацию обратного тока утечки затвора, которая при CT уменьшается. Однако в темноте при CT приборы демонстрируют более выраженную деградацию I_d (уменьшение на 94,38%) и G_m,max (уменьшение на 95,15%), вызванную сильным эффектом ловушек вследствие увеличения времени эмиссии. Для определения вклада двух механизмов в деградацию характеристик приборов при CT использовались измерения при стрессовом воздействии с ультрафиолетовой подсветкой. Деградация I_d (G_m,max) составила лишь 0,82% (3,31%) для пьезоэлектрического эффекта и 93,56% (91,84%) для эффекта ловушек при CT соответственно.