基于低温微波退火工艺的常关P-GaN高电子迁移率晶体管的动态行为改进
欧姆接触的表面形貌优化和正常关闭p-GaN栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）的Mg外扩散抑制仍然是电力电子行业在高频开关效率方面的挑战，本研究首次采用低温微波退火（MWA）技术，同时获得了p-GaN栅极HEMTs更好的电流密度和可靠的动态行为。
与使用快速热退火制造的HEMT相比，使用MWA制造的HEMT具有更高的ION/IOF比和更低的栅极泄漏电流，由于局部加热效应，可以在二维电子气体和具有低凸起表面的欧姆金属之间形成电子流动的直接路径，还抑制了p-GaN栅极层的Mg外扩散，以保持良好的电流密度和低界面陷阱。
在RTA过程中，使用卤素灯产生热能，由于温度的感激，最热的区域靠近灯，氮气和极少量的氧气吸收了腔室中很大一部分热能，在MWA过程中，半导体升温，材料通过产生快速变化的电磁场而导电，电磁场可以感应电流，然后引起电阻加热。
换句话说，局部加热效应发生在外延片表面，而不是环境平衡加热效应，大部分电磁能量被金属垫和半导体吸收并转换为电动能，一旦关闭微波，金属和半导体表面的热量可以迅速消散，以避免Al氧化和Ni-Al金属间化合物。
为研究低温微波退火工艺电学特性的改善情况，V一般事务人员–我一般事务人员特性和三端关断状态击穿电压（VBR）的曲线。当这两个器件关断时，漏极漏电流几乎与栅极漏电流相同，因此表明关断状态漏极电流主要归因于栅极漏电。
研究描述了MWA-HEMT的栅极泄漏电流比RTA-HEMT低约两个数量级，造成这一结果的可疑原因是MWA工艺可以有效地抑制Mg扩散引起的泄漏电流，MWA-HEMT 的栅极漏电流越低，V越高上.高V上有利于改善栅极电压摆幅范围和驱动器电压动态范围。
测得的关断状态击穿电压（V一般事务人员= 0 V）的RTA-HEMT为423 V，通过采用MWA工艺，该值进一步增加到550 V。
为了进一步研究两种HEMT，具有各种栅极过驱动偏置电压（V一般事务人员-V千）的测量，使用噪声分析仪（Agilent 1A）和10/f噪声测量系统软件测量10–35670 kHz频率范围内的晶圆上1/f噪声。显然，MWA-HEMT的噪声谱在V处较低一般事务人员-V千0.5~2 V范围。
如果斜率接近-1，则频谱波动由迁移率波动模型主导，但如果接近−2，则由载波数的波动主导，−1和−2之间的值表示噪声归因于载流子数量与迁移率波动之间的相关性，因此，在这种情况下，与Mg扩散外诱导的陷阱相关的迁移率波动主导了低频噪声。
结果还显示与设备R的高度一致。上和片材电阻率。此外，如果在器件低频噪声现象中验证了迁移率波动模型，则可以提取所谓的Hooge参数作为直观的指标。
研究显示了两个器件的脉冲I–V特性，它们从关断状态接通，电压为V葛兰素史0 V，VDSQ值范围为0至200 V，室温下电压阶跃为50 V，导通状态栅极偏置为6 V，该器件以 脉冲宽度和 $10~\mu \text{s}$ 的脉冲周期打开。
显然，我中的退化DS在 MWA-HEMT 中提高了约 7%，为 VDS的 10 V，这意味着MWA-HEMT的通道陷阱密度低于RTA-HEMT的通道陷阱密度。
换句话说，将Mg浓度降低到Mg水平，此时2°C载流子密度不再受到Mg向扩散的强烈影响，导致动态R显着降低上.在低Mg浓度的情况下，动力学行为不再受Mg外扩散后果的支配，这是正常关闭p-GaN HEMTS的瓶颈。
结论
采用MWA方法形成p-GaN栅极HEMT的欧姆接触。与RTA-HEMT相比，使用低温MWA技术使MWA-HEMT具有相对优越的电气特性和更光滑的表面，MWA-HEMT的漏电流低至10−8mA/mm，比RTA-HEMT显示的电流低约两个数量级，获得了高达$1.25\times 10^{10}$的极高开/关漏电流比。
SIMS分析表明，传统RTA方法中的Mg外扩散降低了器件的动态行为，低温MWA工艺可以抑制栅极下方的镁外扩散，并最大限度地减少AlOx和Ni-Al金属间化合物引起的欧姆接触膨胀，实验结果表明，MWA技术是制备高性能正常脱硫磷氮化镓HEMTS的一种有前途的方法。
参考文献
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[2]F. Brunner，《带碳掺杂缓冲器的常关高压p-GaN栅GaN HFET
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