[发明专利]一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法

权利要求书

1.一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，通过测量电致发光强度和光谱实现高可靠性器件的筛选，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

一、搭建GaN HEMT器件在片电致发光光谱测试平台并置于暗室；

二、基于上述测试平台测试漏压Vdsc,GaN HEMT器件发光强度随栅压Vgs的变化关系；

三、取发光强度最大的偏压点Vgsm作为偏置条件进行发光图像采集以及光谱测试；

四、对获得的发光图像及发光光谱进行分析，实现对器件可靠性的评价。

2.根据权利要求1所述的一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，其特征是所述的步骤一搭建GaN HEMT器件在片电致发光光谱测试平台，具体包括：

1）准备半导体参数分析仪，探针台，GaN HEMT器件，光学显微镜，单色仪，光电倍增管探测器及控制计算机，2）将半导体参数分析仪通过电缆与探针台相连形成在片器件直流测试平台；3）将GaN HEMT器件固定于探针台上并将探针分别压在栅、源、漏电极上；4）将显微镜、单色仪、光电倍增管探测器组成显微光谱测试系统，并将测试系统的输出端通过GPIB-USB转接头与控制计算机相连接；5）将探针台置于显微镜下，通过调节显微镜使GaN HEMT器件在计算机中清晰成像，最终形成电致发光光谱测试平台。

3.根据权利要求1所述的一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，其特征是所述的步骤二中的漏压Vdsc大小要满足以下条件，即当器件夹断电压Vp<栅压Vgs<0时，器件发光，而当Vgs<Vp时，器件不发光。

4. 根据权利要求1所述的一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，其特征是所述的步骤二中所加的栅压Vgs范围为(V1, V2),其中V1≤Vp, V2≥0V。

5.根据权利要求1所述的一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，其特征是所述的步骤三取发光强度最大的偏压点Vgsm作为偏置条件进行发光图像采集以及光谱测试；具体为，1）GaN HEMT器件发光光谱测试条件的选择：分析GaN HEMT发光强度Intensity随Vgs的变化曲线，取发光强度最大的点，此时Vgs=Vgsm；选择Vgs=Vgsm, Vds与上述Intensity-Vgs测量相同作为测试条件进行器件发光光谱测试，在计算机中记录Intensity-λ曲线数据，同时采集计算机中的显微器件发光图像；

2）GaN HEMT器件发光图像的分析：由于器件高压工作下，在栅极边缘存在高场区，而器件发光又与高场下载流子运动有关，因此发光图像与栅条的形状相近，在材料质量较高、器件工艺一致性较好的情况下，器件发光的强度应是均匀的，因此图中高亮度的点发光应由材料缺陷引起，缺陷会降低器件的可靠性，相邻发光条的亮度不一致则由器件工艺一致性引起；光谱范围为波长λ≥325nm。

6.根据权利要求1所述的一种GaN HEMT器件可靠性在片筛选的方法，其特征是所述的步骤四对获得的发光图像及发光光谱进行分析，实现对器件可靠性的评价，具体为，1）对发光强度Intensity-波长λ谱线进行校准，2）进行波长变换E=1240/λ，3）基于高能区谱线利用公式Intensity ~exp(-E/kT)提取热电子温度Te。