[发明专利]GaN功率器件结构、结温测试装置和方法

说明书

本申请涉及半导体技术领域，具体公开一种GaN功率器件结构、结温测试装置和方法。GaN功率器件结构包括GaN基异质结构、欧姆接触电极以及肖特基接触电极。欧姆接触电极包括设置于所述GaN基异质结构上的栅极、源极以及漏极；肖特基接触电极设置于所述GaN基异质结构上，且位于所述栅极与所述源极之间，所述肖特基接触电极与所述源极分别构成肖特基二极管的两极。通过改进GaN功率器件结构，并通过结温测试方法能够实现对GaN功率器件结温的测试，并获得GaN功率器件的结温信息，进而为对GaN功率器件的工作寿命的预估提供测试数据。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种GaN功率器件结构、结温测试装置和方法。

背景技术

功率器件的结温数据是评估其可靠性的重要指标，结温波动以及平均结温等指标都将直接影响器件的寿命，因此准确的结温监测可为器件状态管理、性能评估、健康状态评估以及寿命预计提供重要依据。

例如，针对Si基MOSFET器件，通常采用小电流条件下测试源极和漏极间的寄生体二极管结压实现较为精准的结温测试。但是，不同于Si基MOSFET器件，GaN功率器件采用的是非故意掺杂的二维电子气导通沟道，不具备PN结的寄生体二极管，故无法采用上述技术手段实现在线精准结温监测，且目前针对GaN功率器件的结温测试，缺乏测试数据的积累和系统性的研究，导致无法有效预估其工作寿命。

发明内容

基于此，有必要针对目前针对GaN功率器件的结温测试，缺乏测试数据的积累和系统性的研究，导致无法有效预估其工作寿命的问题，提供一种GaN功率器件结构、结温测试装置和方法。

一种GaN功率器件结构，包括：

GaN基异质结构；

欧姆接触电极，包括设置于所述GaN基异质结构上的栅极、源极以及漏极；

肖特基接触电极，设置于所述GaN基异质结构上，且位于所述栅极与所述源极之间，所述肖特基接触电极与所述源极分别构成肖特基二极管的两极。

在其中一个实施例中，所述肖特基接触电极包括功函数高于预设值的金属或合金，所述肖特基接触电极构成所述肖特基二极管的阳极，所述源极构成所述肖特基二极管的阴极。

在其中一个实施例中，所述肖特基接触电极的材料选用Ni、Pt及Au中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述肖特基接触电极与所述栅极之间的距离小于所述肖特基接触电极与所述源极之间的距离。

在其中一个实施例中，所述肖特基接触电极与所述栅极之间的距离大于等于100nm且小于等于1μm。

在其中一个实施例中，所述GaN基异质结构包括层叠设置的GaN缓冲层和AlGaN势垒层，所述GaN缓冲层和AlGaN势垒层之间形成有二维电子气。

一种结温测试装置，用于对上述的GaN功率器件进行结温测试，所述结温测试装置包括驱动模块、电压采集模块以及分别与所述驱动模块、电压采集模块连接的控制模块；

所述驱动模块包括电压输出端和电流输出端，所述电压输出端连接所述GaN功率器件的栅极，用于根据所述控制模块的控制指令控制所述GaN功率器件启动或关断，所述电流输出端连接所述GaN功率器件的肖特基接触电极，用于根据所述控制模块的控制指令输出预设电流值至所述肖特基接触电极；

所述电压采集模块分别连接所述肖特基接触电极和所述源极，用于采集所述肖特基接触二极管两端电压；

所述控制模块用于输出对应的控制指令至所述驱动模块和所述电压采集模块，并根据采集到的所述肖特基二极管两端电压确定所述GaN功率器件的结温信息。