一种建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法，该方法包括步骤a：测量AlGaN/GaN HEMT器件S参数；步骤b：提取AlGaN/GaN HEMT器件寄生元件参数并去除这些寄生元件值的影响；步骤c：提取器件跨导参数β、电压饱和参数α和沟道长度调制系数λ的值；步骤d：拟合β、α和λ随栅源电压Vgs变化的曲线并获得这些参数β、α和λ随Vgs变化的统一的表达式；步骤e：将得到的β、α和λ的表达式分别代入Curtice模型中，得到新的直流模型。本发明专利技术采用通过建立直流参数与栅源电压非线性关系的方法建立新的AlGaN/GaN HEMT器件直流模型，该模型呈栅源电压偏置相关特性，提高了直流模型的精度。

【技术实现步骤摘要】
-种建立AIGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法
本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种建立AIGaN/GaN HEMT (AIGaN/GaN High Electron Mobility Transistor,氮化错镓/氮化镓高电子迁移率晶体管）器件直流 模型的方法。
技术介绍
建立微波有源器件的直流模型是设计微波非线性电路（例如功率放大器、混频器 和振荡器等）的关键。非线性经验分析模型是指全部由集总元件、非线性元件和受控源组 成的模型，它是非线性微波CAD软件的核心部分。 常用的 HEMT (High Electron Mobility Transistor,高电子迁移率晶体管）直流 等效电路模型包括STATZ模型、CURTICE模型、TRIQUINT模型、MATERKA模型、TAJIAMA模 型、ANGELOV模型及EEHEMT模型。而传统直流等效模型应用在AIGaN/GaN HEMT器件上时， 往往忽略了由于栅源电压变化而引起的偏置相关特性，从而影响AIGaN/GaN HEMT器件直流 模型的精度。 要解决的技术问题 有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种通过建立直流参数与栅源电压非线性 关系的方法，来建立AIGaN/GaN HEMT器件直流模型，以达到提高AIGaN/GaN HEMT器件直流 模型的精度的目的。
技术实现思路
为达到上述目的，本专利技术提供了一种建立AIGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法， 该方法包括： 步骤a :测量AIGaN/GaN HEMT器件S参数； 步骤b :提取AIGaN/GaN HEMT器件寄生元件参数并去除这些寄生元件值的影响； 步骤c :提取器件跨导参数@、电压饱和参数a和沟道长度调制系数X的值； 步骤d :拟合@、a和X随栅源电压Vgs变化的曲线并获得这些参数@、a和入 随Vgs变化的统一的表达式； 步骤e :将得到的P、a和入表达式分别代入Curtice模型中，得到新的直流模 型。 上述方案中，所述步骤a包括：采用矢量网络分析仪在IOMHz到40GHz的频段范围 内测量AIGaN/GaN HEMT器件的S参数。 上述方案中，所述步骤b包括：利用测量的S参数，在电路开路情况下提取寄生电 容值，在短路情况下提取寄生电感值，在截止情况下提取寄生电阻值。 上述方案中，所述步骤c包括：测量AIGaN/GaN HEMT器件的I-V曲线图，在饱和区 利用多个偏置情况下测量的不同电压电流值提取沟道长度调制系数A的值，用提取的入 的值推导出器件跨导参数P的值；在线性区，用已经提取的A和0的值提取电压饱和参 数a的值。 上述方案中，所述步骤d包括：根据提取的a、0和A的值，采用数学分析方法利 用公式Y (A流模型参数）=+ A3 tanh(A4(L - 拟合a、运、入随栅源电 压Vgs变化的曲线，Vra为阈值电压。 上述方案中，所述步骤e包括：将提取的a、0、:V公式代入CAD软件Curtice模 型中，得到新的随栅源电压变化的AlGaN/GaN HEMT器件直流模型。 有益效果 本专利技术是针对目前AlGaN/GaN HEMT直流模型没有考虑栅源电压Vgs对直流参数的 影响而提出来的精度更高的直流模型。本专利技术采用通过建立直流参数与栅源电压非线性关 系的方法建立新的AlGaN/GaN HEMT器件直流模型，该模型呈栅源电压偏置相关特性，提高 了直流模型的精度。 【附图说明】 图1是依照本专利技术实施例的建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法流程图； 图2是依照本专利技术实施例的器件在目标偏置下的直流模型参数和栅源电压的拟 合曲线图；其中，图2(a)为提取的直流模型参数a的拟合曲线，图2(b)为提取的直流模型 参数P的拟合曲线，图2(c)为提取的直流模型参数A的拟合曲线； 图3是依照本专利技术实施例的器件直流模型和测试数据的I-V曲线图比较。 【具体实施方式】 结合以下具体实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的保护内容 不局限于以下实施例。在不背离专利技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变 化和优点都被包括在本专利技术中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本专利技术的过程、 条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常 识，本专利技术没有特别限制内容。 本专利技术实施例采用AlGaN/GaN HEMT器件作为测试样品。 图1为依照本专利技术实施例建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法流程图，该方 法包括以下步骤： 步骤a :测量AlGaN/GaN HEMT器件的S参数。该S参数为散射参数。 本步骤中，用矢量网络分析仪测试实施例的S参数，分别包括AlGaN/GaN HEMT器 件开路条件下、短路条件下、截止条件下这三个条件下，频段IOMHz到40GHz之间的S参数。 步骤b :提取AlGaN/GaN HEMT器件寄生元件参数并去除这些寄生元件值的影响。 寄生元件参数包括栅源、栅漏和源漏寄生电容。 本步骤中，将在AlGaN/GaN HEMT器件电路开路条件下测得的S参数利用下述公式 转换为Y参数（导纳参数）的虚部 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法，其特征在于，该方法包括：步骤a：测量AlGaN/GaN HEMT器件S参数；步骤b：提取AlGaN/GaN HEMT器件寄生元件参数并去除这些寄生元件值的影响；步骤c：提取器件跨导参数β、电压饱和参数α和沟道长度调制系数λ的值；步骤d：拟合β、α和λ随栅源电压Vgs变化的曲线并获得这些参数β、α和λ随Vgs变化的统一的表达式；步骤e：将得到的β、α和λ的表达式分别代入Curtice模型中，得到新的直流模型。

【技术特征摘要】
1. 一种建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法，其特征在于，该方法包括： 步骤a :测量AlGaN/GaN HEMT器件S参数； 步骤b :提取AlGaN/GaN HEMT器件寄生元件参数并去除这些寄生元件值的影响； 步骤c :提取器件跨导参数β、电压饱和参数α和沟道长度调制系数λ的值； 步骤d:拟合β、α和λ随栅源电压Vgs变化的曲线并获得这些参数β、α和λ随 Vgs变化的统一的表达式； 步骤e:将得到的β、α和λ的表达式分别代入Curtice模型中，得到新的直流模型。2. 根据权利要求1所述的建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法，其特征在于，步 骤a中，采用矢量网络分析仪在IOMHz到40GHz的频段范围内测量所述AlGaN/GaN HEMT器 件的S参数。3. 根据权利要求1所述的建立AlGaN/GaN HEMT器件直流模型的方法，其特征在于，步 骤b中，在开路情况下提取寄生电容值，在短路情况下提取寄生电感值，在截止情况下提取 寄生电阻值。4. 根据权利要求1所述的建立AlGaN/...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈溧，骆丹婷，高建军，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31