【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法。
技术介绍
1、电子信息产业对于我国的经济发展来说至关重要，微电子技术则是该产业的重中之重。氮化镓(gan)作为第三代宽禁带半导体材料的代表，具有禁带宽度较宽、高电子饱和速度、高击穿电压等特性，在航天、雷达、通讯中得到了广泛应用。由于各个领域的应用，推动了gan hemt工程化应用的进程。
2、对于gan hemt来说，利用fin结构的多维度栅控的优势并结合栅介质，能够改善亚阈值斜率，降低关态泄露电流密度，并提高击穿电压，具有功率电子方面的应用潜力。同时，fin结构器件在高线性方面也具有较好的应用潜力。新型结构的器件在应用时，器件模型是至关重要的。器件模型的拓扑结构需要根据器件结构进行调整，需要能够准确表征器件特性。因此，需要针对gan fin hemt进行小信号模型建立，能够理想表征器件特性，实现器件在电路设计中的应用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、一种基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法，所述方法包括：
4、根据gan fin hemt器件的结构，得到所述gan fin hemt器件的等效电路；所述等效电路中包含：栅极的寄生电阻rg与寄生电感lg、漏极的寄生电阻rd与寄生
5、分别确定rg、lg、rd、ld、rs与ls的值；
6、分别确定cgs、cgd、rgs、rgd、rds、cds、gm和cg的值，得到所述gan fin hemt器件的电路模型。
7、在一些实施例中，cgs包括：cgs1和cgs2；cgd包括：cgd1和cgd2；在所述等效电路中，lg、rg和cg依次串联，且lg未跟rg连接的一端作为所述等效电路的第一端；ld、rd和rds依次串联，且ld未跟rd连接的一端作为所述等效电路的第二端；ls、rs和gm依次串联，且ls未跟rs连接的一端作为所述等效电路的第三端；cgd1的一端和cgd2的一端均与cg未跟rg连接的一端相连接，cgd1的另一端与rgd的一端相连接，cgd2的另一端与rgd的另一端相连接，rgd的另一端还同时与gm未跟rs连接的一端、cds的一端以及rds跟rd连接的一端相连接，cds的另一端与rds未跟rd连接的一端相连接，cgd2跟cg连接的一端还同时与rgs的一端和cgs2的一端相连接，rgs的另一端与cgs1的一端相连接，cgs1的另一端和cgs2的另一端还均与rs未跟ls连接的一端相连接。
8、在一些实施例中，cgs包括：cgs1和cgs2；cgd包括：cgd1和cgd2；所述分别确定cgs、cgd、rgs、rgd、rds、cds、gm和cg的值，包括：
9、在任意偏置状态下测试所述gan fin hemt器件，得到第一s参数；
10、通过矩阵变换，将所述第一s参数转换为第一z参数；
11、通过对所述第一z参数进行矩阵计算以将rg、lg、rd、ld、rs和ls的影响去嵌，得到去嵌后的第一z参数；
12、将所述去嵌后的第一z参数转换为第一y参数；
13、采用平板电容的计算方法计算cg的值；
14、根据cg的值对第一y参数进行矩阵计算以将cg的影响去嵌，得到去嵌后的第一y参数；
15、根据所述去嵌后的第一y参数，分别确定cgs1、cgs2、cgd1、cgd2、rgs、rgd、rds、cds和gm的值。
16、在一些实施例中，所述采用平板电容的计算方法计算cg的值，包括：
17、根据所述gan fin hemt器件的栅宽和单位fin的长度，计算单位本征栅电容的数量；
18、采用平板电容的计算方法，根据所述gan fin hemt器件的fin与fin之间的间距、所述gan fin hemt器件的栅长、fin的高度，以及fin与fin之间所填充的钝化介质的介电常数，计算单位本征栅电容的值；
19、将单位本征栅电容的数量与单位本征栅电容的值之间的乘积，作为cg的值。
20、在一些实施例中，所述去嵌后的第一y参数的表达式为：所述根据所述去嵌后的第一y参数，分别确定cgs1、cgs2、cgd1、cgd2、rgs、rgd、rds、cds和gm的值，包括：
21、根据y′int11和y′int12之和的实部与角频率ω，分别确定rgs和cgs1的值；
22、根据rgs和cgs1的值、角频率ω，以及y′int11和y′int12之和的虚部，确定cgs2的值；
23、根据-y′int12与角频率ω、rgd、cgd1和cgd2之间的关系，分别确定rgd、cgd1和cgd2的值；
24、根据y′int21与y′int12之差，以及rgs和cgs1的值，确定gm的值；
25、根据y′int22和y′int12之和的实部和虚部，分别确定rds和cds的值。
26、在一些实施例中，y′int11、y′int12、y′int21和y′int22的表达式分别如下：
27、
28、
29、
30、
31、其中，j表示虚数单位。
32、在一些实施例中，gm的值的计算公式如下：
33、
34、rds和cds的值的计算公式如下：
35、
36、在一些实施例中，所述分别确定rg、lg、rd、ld、rs与ls的值，包括：
37、在所述gan fin hemt器件处于cold-fet状态下，获取所述gan fin hemt器件的第二s参数；
38、将所述第二s参数转换为第二z参数；
39、分离所述第二z参数的实部和虚部，得到所述第二z参数的实部与角频率ω、rg、rd和rs之间的关系，以及所述第二z参数的虚部与角频率ω、lg、ld和ls之间的关系；
40、根据所述第二z参数的实部与角频率ω、rg、rd和rs之间的关系，分别确定rg、rd和rs的值；
41、根据所述第二z参数的虚部与角频率ω、lg、ld和ls之间的关系，分别确定lg、ld和ls的值。
42、在一些实施例中，所述第二z参数的表达式为：所述第二z参数的实部与角频率ω、rg、rd和rs之间的关系的表达式如下：
43、ω2re[z211]＝ω2(rg+rs)；
44、ω2re[z212]＝ω2rs；
45、ω2re[z222本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，Cgs包括：Cgs1和Cgs2；Cgd包括：Cgd1和Cgd2；在所述等效电路中，Lg、Rg和Cg依次串联，且Lg未跟Rg连接的一端作为所述等效电路的第一端；Ld、Rd和Rds依次串联，且Ld未跟Rd连接的一端作为所述等效电路的第二端；Ls、Rs和gm依次串联，且Ls未跟Rs连接的一端作为所述等效电路的第三端；Cgd1的一端和Cgd2的一端均与Cg未跟Rg连接的一端相连接，Cgd1的另一端与Rgd的一端相连接，Cgd2的另一端与Rgd的另一端相连接，Rgd的另一端还同时与gm未跟Rs连接的一端、Cds的一端以及Rds跟Rd连接的一端相连接，Cds的另一端与Rds未跟Rd连接的一端相连接，Cgd2跟Cg连接的一端还同时与Rgs的一端和Cgs2的一端相连接，Rgs的另一端与Cgs1的一端相连接，Cgs1的另一端和Cgs2的另一端还均与Rs未跟Ls连接的一端相连接。
3.根据权利要求1
4.根据权利要求3所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述采用平板电容的计算方法计算Cg的值，包括：
5.根据权利要求3所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述去嵌后的第一Y参数的表达式为：所述根据所述去嵌后的第一Y参数，分别确定Cgs1、Cgs2、Cgd1、Cgd2、Rgs、Rgd、Rds、Cds和gm的值，包括：
6.根据权利要求5所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，Y′int11、Y′int12、Y′int21和Y′int22的表达式分别如下：
7.根据权利要求5所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，gm的值的计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述分别确定Rg、Lg、Rd、Ld、Rs与Ls的值，包括：
9.根据权利要求1所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述第二Z参数的表达式为：所述第二Z参数的实部与角频率ω、Rg、Rd和Rs之间的关系的表达式如下：
10.根据权利要求9所述的基于器件结构的高精度GaN Fin HEMT建模方法，其特征在于，所述第二Z参数的虚部与角频率ω、Lg、Ld和Ls之间的关系的表达式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法，其特征在于，cgs包括：cgs1和cgs2；cgd包括：cgd1和cgd2；在所述等效电路中，lg、rg和cg依次串联，且lg未跟rg连接的一端作为所述等效电路的第一端；ld、rd和rds依次串联，且ld未跟rd连接的一端作为所述等效电路的第二端；ls、rs和gm依次串联，且ls未跟rs连接的一端作为所述等效电路的第三端；cgd1的一端和cgd2的一端均与cg未跟rg连接的一端相连接，cgd1的另一端与rgd的一端相连接，cgd2的另一端与rgd的另一端相连接，rgd的另一端还同时与gm未跟rs连接的一端、cds的一端以及rds跟rd连接的一端相连接，cds的另一端与rds未跟rd连接的一端相连接，cgd2跟cg连接的一端还同时与rgs的一端和cgs2的一端相连接，rgs的另一端与cgs1的一端相连接，cgs1的另一端和cgs2的另一端还均与rs未跟ls连接的一端相连接。
3.根据权利要求1所述的基于器件结构的高精度gan fin hemt建模方法，其特征在于，cgs包括：cgs1和cgs2；cgd包括：cgd1和cgd2；所述分别确定cgs、cgd、rgs、rgd、rds、cds、gm和cg的值，包括：
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵子越，韩红波，卢阳，徐鑫，刘成伟，
申请(专利权)人：陕西华芯睿熠电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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