2019年,中國工程物理研究院電子工程研究所的Rong Wang等人基于實驗研究和第一性原理計算,研究了開啟態偏置下AlGaN/GaN高電子遷移率晶體管(HEMTs)中氧誘導的閾值電壓(Vth)漂移的缺陷演化機理。實驗結果表明,在開啟態應力作用下,T型柵AlGaN/GaN HEMT的Vth發生了明顯的負向漂移,且這種漂移與GaN通道中約0.8 eV處的缺陷能級的減少密切相關。進一步的1/f噪聲測量和溫度依賴性實驗揭示了開啟態應力下GaN通道中缺陷的演化情況,表明熱載流子應力導致了缺陷能級的變化。第一性原理計算則深入探討了氧相關缺陷(VGa-ON)在開啟態應力下的演化過程,發現熱載流子應力使VGa-ON分解并氫鈍化為中性的VGa-H3和ON-H,從而引起GaN通道中受主的減少,導致Vth的負向漂移。該研究的結果對提高AlGaN/GaN HEMTs的可靠性和穩定性具有重要意義,為改進器件制備工藝、優化材料生長條件提供了理論指導,有助于推動AlGaN/GaN HEMTs在高頻、高功率電子器件領域的更廣泛應用,進一步提升其在微波晶體管放大器等應用中的性能和壽命。