[發明專利]AlGaN/GaN HEMT小信號模型的參數提取方法

有效

• 申請號: 201010589028.5
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102542077A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉新宇;蒲顏;龐磊;袁婷婷;羅衛軍;陳曉娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及一種參數提取方法，尤其涉及一種AlGaN/GaN?HEMT小信號模型的參數提取方法，屬于集成電路技術領域。?

背景技術

AlGaN/GaN?HEMT小信號模型是建立大信號模型的基礎，而小信號模型參數的提取方法是決定小信號模型是否準確的主要因素。小信號模型參數是由小信號模型拓撲結構決定的，包括外圍寄生參數和內部本征參數。一般情況下，外圍寄生參數是線性元件，也就是不隨外界偏置電壓和頻率的改變而改變的，主要包括串聯寄生電阻R_g，R_d，R_s；串聯寄生電感L_g，L_d，L_s，外圍寄生電容C_pg，C_pd和C_pgd。內部本征參數是非線性元件，會隨著外界偏置電壓和頻率的改變而發生變化，主要包括內部柵電容C_gs、C_gd，源漏電流源I_ds由跨導g_m和其延遲因子τ_m表征，源漏電導g_ds和其延遲因子τ_ds。漏源電容C_ds和柵源溝道電阻R_i隨著外界偏壓的變化很小，可以認為是線性參數。在小信號激勵的情況下，內部本征元件的變化也可以等效為線性變化的元件，這樣小信號模型所有參數在固定的偏置狀態下都有確定的數值，用來表征特定狀態下器件的高頻特性。?

小信號模型與器件的拓撲結構有關，而器件的拓撲結構表征了器件本身的物理特性，也就是說每一個小信號模型參數都具有特定的物理意義，這樣就能夠反映出器件的物理結構特征和特定的物理解釋，這些也與器件制作過程中的每一步工藝參數緊密的聯系起來，物理參數的變化可以導致小信號模型參數的改變，而小信號模型參數也能夠指導工藝步驟，改進器件的結構，?指導器件性能改進的方向；小信號模型反映了特定偏置下的高頻特性，也是建立大信號模型的必要步驟，所以小信號模型參數的提取也關系到大信號模型的準確性，而大信號模型在特定偏置下也能夠反映出小信號特性。?

對于GaN?HEMT器件，由于是新材料和器件，與傳統的工藝步驟有些不同的地方，每一步的工藝準確性的監測很重要，而在器件制作完成后，等效電路模型可以整體表征器件特性，反映器件性能，整體評估該工藝流程中的器件各種特性。小信號等效電路在電路中可以仿真特定偏置狀態的S參數，得到器件和電路的增益，可以用于設計小信號放大器等應用。所以，對小信號等效電路的研究很有意義，因此小信號等效電路參數的提取方法就變得尤為重要。?

發明內容

本發明的目的是為了把器件的物理拓撲和等效電路參數聯系起來，同時也為器件的大信號模型的建立提供必要的基礎，提供了一種AlGaN/GaN?HEMT小信號模型的參數提取方法。?

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種AlGaN/GaN?HEMT小信號模型的參數提取方法包括：?

步驟10：測量外圍開路去嵌電路的散射參數S，并將其變換得到導納參數Y，從而計算出外圍寄生電容C_pg、C_pd和C_pgd的數值，所述外圍開路去嵌電路包括外圍寄生電容C_pg、C_pd和C_pgd，所述外圍寄生電容C_pgd串聯C_pg和C_pd之間；?

步驟20：在V_gs＞0，V_ds＝0V的偏置狀態下，選擇兩組AlGaN/GaN?HEMT器件的柵電壓值分別為V_gs1和V_gs2，測試得到兩組分別與兩組柵電壓值對應的且小于10mA的電流值I_gs1和I_gs2，電流值I_gs1和I_gs2的大小比較接近，再測量柵電壓值分別為V_gs1和V_gs2時的S參數，并將其變換得到阻抗參數Z，再計算得到串?聯寄生電阻和串聯寄生電感的數值；?