中文引用格式： 倪志遠，白霖，林罡，等. T型柵GaN HEMT微波器件ESD特性研究[J]. 電子技術應用，2025，51(4)：40-44.
英文引用格式： Ni Zhiyuan，Bai Lin，Ling Gang，et al. Study on ESD characteristics of T-shape gate GaN HEMT microwave devices[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(4)：40-44.
引言
微波GaN HEMT器件，尤其是在應用于高頻小功率的場景下時，往往容易受到靜電釋放(Electro-Static Discharge,ESD)事件的影響導致器件發生失效。一般情況下幾百伏特的靜電就會造成靜電損傷失效，小則幾十伏特的靜電也能使一些型號的器件失效。眾所周知，微波小功率GaN HEMT的器件的尺寸通常很小，由于頻率很高不便附加保護電路，這也是此類器件難以制定其抗靜電措施的重要原因。多數研究均表明，Ⅲ-Ⅴ異質結構對器件對ESD事件十分敏感，ESD事件會造成電極間金屬擴散以及電遷移，從而產生電極尖峰使得外延材料中出現纖絲，造成肖特基結的損傷。
2015年Rossetto針對漏源傳輸線脈沖應力對硅基GaN HEMT器件的ESD穩健性進行了廣泛的分析，在器件處于開啟狀態下時，靜電失效可歸因于功率型大電流失效；而在器件處于關斷狀態下，器件由于大電壓的作用出現電壓型強電場失效[1]。2016年，Shankar報道了AlGaN/GaN HEMT在ESD應力條件下的多種失效模式和不同的ESD行為對柵指的影響[2]。2016年，Meneghini等人通過具體測試，說明了AlGaN勢壘層的結構特性與ESD穩健性之間的相關性并進一步探究了器件工藝、電路布局和幾何形狀對器件電氣性能、擊穿特性以及ESD穩健性的影響[3]。2020年Xin等人通過使用傳輸線脈沖測試，綜合評價了GaN HEMT的ESD特性，發現柵極在ESD事件中最容易發生失效且漏極與源級在柵極接地的條件下不太容易發生災難性的退化或失效的規律[4]。
目前，國內研究人員針對AlGaN/GaN HEMT在ESD領域的研究較為有限，多數還停留在器件外圍的ESD防護電路上[5-6]，對相關機理的研究處于起步階段，因此從器件結構方面研究ESD事件的失效機理具有重大意義。
本文使用HANWA公司的HCE-5000便攜式ESD測試機作為主要工具，探究了器件耐靜電能力與閾值電壓、柵腳柵帽寬度以及總柵寬之間的關系，借助掃描電鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）、聚焦離子束（Focused Ion Beam，FIB）等微區分析手段，對柵下燒毀點進行定位，并分析其失效機理。
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作者信息：
倪志遠，白霖，林罡，鮑誠，章軍云
（南京電子器件研究所，江蘇 南京 210016）
