[發(fā)明專利]基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680014212.2
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN107636656B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 徐躍杭;聞彰;徐銳敏;延波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/30
• 分類號: G06F30/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法，其特征在于：所述統(tǒng)計分析方法包括：

步驟一：建立GaN器件小信號等效電路模型，提取小信號模型參數(shù)；

步驟二：建立GaN器件工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)的大信號等效電路模型，提取大信號模型參數(shù)，所述大信號模型參數(shù)包括非線性電流源模型參數(shù)和非線性電容模型參數(shù)；

步驟三：以器件的實測微波特性為目標，調(diào)諧優(yōu)化大信號模型參數(shù)；

所述調(diào)諧優(yōu)化大信號模型參數(shù)的方法包括：

導入所述小信號模型參數(shù)及大信號模型參數(shù)；

設置第四調(diào)諧參數(shù)，計算器件的微波特性；其中，所述第四調(diào)諧參數(shù)包括勢壘層厚度、摻雜濃度、柵長、柵寬和Al組份中的至少一者，所述大信號等效電路模型的微波特性包括輸出功率、功率附加效率和增益中至少一者；

將計算的器件的微波特性與實測的微波特性進行對比，得到微波特性擬合曲線；

根據(jù)微波特性擬合曲線的擬合度重復修改所述第四調(diào)諧參數(shù)，直到所述微波特性擬合曲線的擬合度符合第四設定閾值；

步驟四：基于建立的大信號模型提取多批次GaN器件的工藝參數(shù)，并對所述工藝參數(shù)進行統(tǒng)計分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法，其特征在于：所述小信號模型參數(shù)包括寄生參數(shù)和本征參數(shù)；其中，所述寄生參數(shù)包括寄生電容、寄生電阻、寄生電感，所述本征參數(shù)包括本征電容、本征電阻、電流源及輸出電導。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法，其特征在于：所述提取小信號模型參數(shù)的方法包括：

測試在所述GaN器件小信號等效電路模型中的GaN器件在夾斷狀態(tài)下的散射參數(shù)；

根據(jù)所述夾斷狀態(tài)下的散射參數(shù)提取所述小信號等效電路模型中的寄生參數(shù)；

對全部的寄生參數(shù)去嵌后，計算各偏置點對應的小信號模型參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法，其特征在于：步驟一中，在提取小信號模型參數(shù)后，還包括：

根據(jù)所述小信號模型參數(shù)通過仿真得到仿真散射參數(shù)；

將所述仿真散射參數(shù)與檢測的散射參數(shù)進行對比得到散射參數(shù)擬合曲線；

設置第一調(diào)諧參數(shù)，根據(jù)所述散射參數(shù)擬合曲線的擬合度重復修改第一調(diào)諧參數(shù)，直到所述散射參數(shù)擬合曲線的擬合度符合第一設定閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數(shù)統(tǒng)計分析方法，其特征在于：所述提取大信號模型參數(shù)的方法包括：

對在所述GaN器件工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)的大信號等效電路模型中GaN器件進行測試，得到脈沖I-V測試數(shù)據(jù)和靜態(tài)I-V測試數(shù)據(jù)；

根據(jù)脈沖I-V測試數(shù)據(jù)提取Ids非線性模型中與自熱效應無關(guān)的參數(shù)；

聯(lián)合脈沖I-V測試數(shù)據(jù)和靜態(tài)I-V測試數(shù)據(jù)提取Ids非線性模型中與陷阱效應和自熱效應的相關(guān)參數(shù)；

根據(jù)Ids非線性模型中與自熱效應無關(guān)的參數(shù)、Ids非線性模型中與陷阱效應和自熱效應相關(guān)的參數(shù)進行仿真得到脈沖I-V仿真數(shù)據(jù)和靜態(tài)I-V仿真數(shù)據(jù)；

將脈沖I-V仿真數(shù)據(jù)和靜態(tài)I-V仿真數(shù)據(jù)分別與對應的脈沖I-V測試數(shù)據(jù)和靜態(tài)I-V測試數(shù)據(jù)進行對比，得到I-V擬合曲線；

根據(jù)所述I-V擬合曲線的擬合度重復修改第二調(diào)諧參數(shù)，直到所述I-V擬合曲線的擬合度符合第二設定閾值；以及

提取本征參數(shù)中的本征電容，以所述本征電容在多偏置下的取值為目標進行擬合，計算得到非線性電容模型參數(shù)；

將計算得到的非線性電容模型參數(shù)與提取的非線性電容模型參數(shù)進行對比，獲得對比度；

設置第三調(diào)諧參數(shù)，根據(jù)所述對比度重復修改第三調(diào)諧參數(shù)，以調(diào)諧非線性電容模型參數(shù)，直到所述對比度符合第三設定閾值。