[發明專利]基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數統計分析方法

有效

• 申請號: 201680014212.2
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN107636656B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 徐躍杭;聞彰;徐銳敏;延波
• 申請（專利權）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器件工藝參數統計分析方法，其特征在于：所述統計分析方法包括：

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；

步驟二：建立GaN器件工藝參數關聯的大信號等效電路模型，提取大信號模型參數，所述大信號模型參數包括非線性電流源模型參數和非線性電容模型參數；

步驟三：以器件的實測微波特性為目標，調諧優化大信號模型參數；

所述調諧優化大信號模型參數的方法包括：

導入所述小信號模型參數及大信號模型參數；

設置第四調諧參數，計算器件的微波特性；其中，所述第四調諧參數包括勢壘層厚度、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；

根據微波特性擬合曲線的擬合度重復修改所述第四調諧參數，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，并對所述工藝參數進行統計分析。

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

3.根據權利要求1所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數統計分析方法，其特征在于：所述提取小信號模型參數的方法包括：

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

根據所述夾斷狀態下的散射參數提取所述小信號等效電路模型中的寄生參數；

對全部的寄生參數去嵌后，計算各偏置點對應的小信號模型參數。

4.根據權利要求3所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數統計分析方法，其特征在于：步驟一中，在提取小信號模型參數后，還包括：

根據所述小信號模型參數通過仿真得到仿真散射參數；

將所述仿真散射參數與檢測的散射參數進行對比得到散射參數擬合曲線；

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

5.根據權利要求2所述的基于大信號等效電路模型的GaN器件工藝參數統計分析方法，其特征在于：所述提取大信號模型參數的方法包括：

對在所述GaN器件工藝參數關聯的大信號等效電路模型中GaN器件進行測試，得到脈沖I-V測試數據和靜態I-V測試數據；

根據脈沖I-V測試數據提取Ids非線性模型中與自熱效應無關的參數；

聯合脈沖I-V測試數據和靜態I-V測試數據提取Ids非線性模型中與陷阱效應和自熱效應的相關參數；

根據Ids非線性模型中與自熱效應無關的參數、Ids非線性模型中與陷阱效應和自熱效應相關的參數進行仿真得到脈沖I-V仿真數據和靜態I-V仿真數據；

將脈沖I-V仿真數據和靜態I-V仿真數據分別與對應的脈沖I-V測試數據和靜態I-V測試數據進行對比，得到I-V擬合曲線；

根據所述I-V擬合曲線的擬合度重復修改第二調諧參數，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；

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

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