北京工业大学潘世杰获国家专利权
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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115932529B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310000309.X,技术领域涉及:G01R31/26;该发明授权一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法是由潘世杰;冯士维;李轩;冯子璇;白昆;尤彬宇设计研发完成,并于2023-01-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法在说明书摘要公布了:一种利用幅值响应表征GaNHEMT器件陷阱位置分布的方法涉及半导体器件可靠性领域。当GaNHEMT器件处于栅源电压和漏源电压偏置下,器件内部陷阱在恒定应力作用下被电子填充。应力结束后在器件漏源两端施加恒定电流,并监测其漏源电压随时间变化情况,即可表征陷阱释放过程。通过对这一陷阱释放过程中的瞬态电压变化进行测量,在时间常数谱的基础上对陷阱相应峰值进行分析处理,即可得到器件内部陷阱的绝对幅值。器件内部不同位置的陷阱填充与电场分布相关,电场强度增大时,同一位置对应陷阱幅值随之增大。本发明通过获取陷阱在不同偏置电压下的精确幅值变化,分析不同电压下电场对于陷阱填充的影响,从而实现对于陷阱位置分布的有效表征。
本发明授权一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法在权利要求书中公布了:1.一种利用幅值响应表征GaNHEMT器件陷阱位置分布的方法,其特征在于: 1将被测器件放置于温度为T1的恒温平台上;陷阱填充阶段,对器件施加栅源电压VG和漏源电压VD,填充时间为t1;t1时间结束后对陷阱恢复过程进行测试,在0V栅源测量电压VGS下施加200mA漏源电流ID,被俘获的电子从陷阱中释放并导致漏源电压发生变化;监测被测器件漏源电压随时间变化曲线直至瞬态漏源电压稳定不变,即可得到陷阱恢复过程的瞬态电压响应曲线VDS,陷阱恢复时间记为t2; 2对步骤1所得的瞬态电压响应曲线进行贝叶斯迭代以获得相应时间常数谱,时间常数谱中的n个峰值即对应瞬态电压曲线中所包含的n个陷阱;其中,时间常数谱的峰值对应x轴参数即为陷阱的特征时间常数τ,y轴参数为陷阱对应的相对幅值作用强度;将时间常数谱的y值累加,即令然后将横纵坐标交换后对此时的横坐标进行微分处理,即得到微分幅值谱DAS;微分幅值谱DAS的相邻峰值对应的横坐标之差即为陷阱的绝对幅值Amp,n个陷阱的绝对幅值之和即为陷阱填充导致的瞬态电压曲线的总变化量; 3栅源电压VG保持不变,在M个漏源电压下VD1,VD2,……,VDM重复步骤1的测量过程;漏源电压VD保持不变,在N个栅源电压下VG1,VG2,……,VGN重复步骤1的测量过程;对已获得的M条和N条瞬态电压曲线分别重复步骤2的处理过程,获得对应的时间常数谱和微分幅值谱,从而分别提取M个漏源电压和N个栅源电压下陷阱对应的时间常数和绝对幅值; 4绘制陷阱的绝对幅值与填充栅源电压和漏源电压的点线关系图;由于电场分布对陷阱填充产生影响,AlGaN层陷阱填充同时受栅源电压VG和漏源电压VD带来的横向和纵向电场影响,GaN层陷阱填充由漏源电压VD带来的横向电场决定;对步骤3中所得不同栅源电压和漏源电压下陷阱的绝对幅值进行分析,定义陷阱幅值随栅源电压VG变化量为a,陷阱幅值随漏源电压VD的变化量为b;如果0.5≤ab,则该陷阱同时受栅源电压VG和漏源电压VD影响,由此可得该陷阱处于AlGaN层;如果ab0.5,则该陷阱受漏源电压VD影响远大于栅源电压VG影响,由此可得该陷阱处于GaN层。
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