GaN功率器件的高壓燒毀機制分析
因器件材料工藝而異，當擊穿電壓為600V及以上的GaN功率器件處于400V或450V及以上高壓Vs工作狀态時，會觀測到無退化過程的直接燒毀。器件的高壓燒毀與低壓退化的作用機理不同。
通過在栅極和漏極區域添加額外的p-GaN，解決了電流崩塌和反向栅極闖值電壓的問題。電流崩塌是GaN器件常見的可靠性問題之一，主要由外延層在關斷狀态下發射空穴形成負電區域引起。
栅極的p.GaN通過注入空穴消耗栅下多餘的電子，實作阻斷2DEG通道關閉器件的功能。而漏極區域的p-GaN通過注入空穴與導電通道附近的捕獲電子符合，進而有利于提高閩值電壓并在高達 800 V 的漏極電壓下高可靠的抑制電流崩潰。
器件1使用的是GaN-on-Si制造技術，Si基襯底降低了器件成本，且器件襯底與背面金屬導通，使用時可與源極一起接地。圖1是器件1的微觀結構，漏極栅極、源極已在圖中标出。
在該結構中，栅極位于源極連接配接的金屬之下，圖2中可清晰看出栅極p-GaN與漏極p-GaN的位置。在雷射實驗誘發SEB後，以該器件的完好結構為基礎對器件的損傷模式進行分析。
進行雷射實驗時，器件的完整測試電路如圖3所示。RC網絡用于確定在測試過程中限制漏極與源極在外部線路中的電流，并防止電路在器件SEB發生時因電流過大而危及實驗安全。同時對輸入電源進行濾波，穩定輸出電流的波動值，更好的獲得器件電學性能的變化。
器件對輻射敏感的位置更容易發生單粒子燒毀。雷射實驗的優勢之一是可以在精細的時空次元上确定器件的敏感區域，在一定能量範圍内更快地進行無損定位。
在測試時，将聚焦脈沖雷射束從器件的一端進行“S”形掃描，雷射的掃描速度保證一個位置僅打入一個脈沖。
當如圖4(a)所示掃描器件時，對應的圖5 (a)表明電流瞬态變化規律的出現。由于器件縱向均為同一結構，橫向為重複單元，是以橫向掃描的電流規律變化證明了器件在某個結構位置是敏感的。
改變掃描方式，如圖4 (b)所示縱向掃描器件時，雷射對器件進行單元結構測試。
圖5(b)中當掃描到某個漏極邊緣時會發生較大的電流瞬态變化，表明雷射掃描的該處為敏感區域，且雷射對該區域持續照射與橫向掃描相比産生了更多的累積電荷。
對雷射實驗中出現電流瞬态變化的單元結構進行定位，雷射焦點位于器件的漏極邊緣。對器件進行重離子實驗的數值仿真，以此驗證雷射實驗結論。
在對器件高壓工作時單粒子燒毀效應的研究中,首先通過脈沖雷射對器件不同的掃描方式，對器件的敏感位置進行分析。
規律的橫向重複單元掃描時電流的規律變化與縱向單結構掃描時的電流瞬态，提示了漏極邊緣更為敏感，這種無損聚焦的測試方式更為快捷與準确。同時測試資料也表明在發生SEB之前，敏感位置容易出現較大的電信号變化。
SEM的微觀分析也驗證了漏極邊緣敏感的結論。此外，SEM證明了器件發生SEB後存在多種損傷模式，主要有漏極縱向損傷與源-栅-漏橫向損傷，這與重離子實驗的分析一緻。
而雷射誘導SEB後的電學資料更直覺的确認了漏極縱向的垂直擊穿是主要的初始失效因素，漏極高電流造成的損傷随後促進了橫向漏電流的形成，在這個過程中産生了熱失控。
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