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题目:AlGaN/GaN HEMT器件参数提取与建模

关键词:AlGaN/GaN;HEMT;晶体管模型;参数提取;器件测量

  摘要

AlGaN/GaN HEMT(铝镓氮/氮化镓异质结高电子迁移率场效应晶体管)器件属于继硅和砷化镓之后的第三代半导体器件,因氮化镓材料的优良特性(宽禁带、高电子迁移率和高临界击穿电场等),而具有功率密度大、工作效率高、耐高温等特点,应用领域广泛。在这种新型器件的研制当中,新的材料、器件结构给器件特性的表征、器件模拟等工作都带来了很多问题和挑战。本文主要研究针对AlGaN/GaN HEMT器件进行片上器件测量、参数提取、以及构建电路仿真用器件模型。研究提出了一套较为完整的器件测量及参数提取方案,设计了专门用于参数提取的Open Dummy、Short Dummy等特殊器件结构版图,并且使用Cold-FET、Yang-Long等器件测量方法。采用基于等效电路的建模原理构建器件模型,在仿真软件中完成器件参数的提取,并将器件参数加入模型进行模拟。模型中还重点考虑到了热效应等问题,采用了一种新的热阻计算方法。本文的器件测量方案实用并且可行,所使用的特殊版图与特殊测量结合的方法降低了寄生参量的影响,提高了参数提取精度。器件模型的模拟结果显示,模型精度理想,能够真实的模拟出包括热效应在内的器件工作特性。本文的器件测量和参数提取方案对于其它材料和结构的肖特基栅器件(如砷化镓、MESFET等)也具有一定的通用性。