電流コラプスとは、GaN(窒化ガリウム)のHEMTで、オフの状態で高い電圧をかけた直後にオンにすると、本来流れるはずの電流が減ってしまう(オン抵抗が増える)現象です。電流が一時的に「つぶれる」ように見えることから、この名前がついています。スイッチングのたびにオン抵抗が変わるため、動的オン抵抗の増加とも呼ばれます。
主な原因は、電子が結晶の欠陥(トラップ)に捕まることです。オフの状態で高い電圧がかかると、ゲートとドレインの間の強い電界で電子が加速され、素子の表面や、GaNの層の下にあるバッファ層の欠陥に捕まります。捕まった電子は負の電荷として働き、電流の通り道である二次元電子ガスを押しのけるため、オンにしても電流が十分に流れません。電子が欠陥から抜け出すには時間がかかるため、影響がしばらく残ります。
対策としては、表面を窒化シリコンなどの保護膜(パッシベーション)で覆って表面の欠陥を減らす、ゲートの端の電界を和らげるフィールドプレートを設ける、バッファ層の結晶品質や炭素などの不純物の入れ方を最適化する、といった方法があります。GaNのパワーデバイスが実用化されるまでの大きな壁の1つで、現在の製品では大きく改善されていますが、信頼性評価では今も重要な項目です。