[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(shè)計）人: 徐躍杭;聞?wù)?/a>;徐銳敏;延波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/30
• 分類號: G06F30/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

提出一種基于GaN器件等效電路模型的工藝參數(shù)分析方法，所述分析方法包括：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器件大信號等效電路模型，提取大信號模型參數(shù)，即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)；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。上述GaN器件模型的工藝參數(shù)的統(tǒng)計分析方法首先建立GaN器件小信號等效電路模型，然后建立工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)的GaN器件大信號等效電路模型，通過多批次器件建模最終獲得工藝參數(shù)統(tǒng)計分布，有用于器件成品率分析和工藝參數(shù)優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及GaNHEMT(氮化鎵高電子遷移率晶體管)器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及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。

背景技術(shù)

氮化鎵高電子遷移率晶體管(GaNHEMT)由于其高頻、高功率密度等特性，在微波毫米波固態(tài)功率電路中有著極為重要的應(yīng)用。目前電路設(shè)計的主流方法通常以等效電路形式描述器件在小信號工作條件和大信號工作條件下的特性的器件模型為基礎(chǔ)，故器件模型是使用器件進行電路設(shè)計的前提。

但是，由于器件制備的工藝中存在非有意摻雜和工藝參數(shù)波動，會影響器件性能的一致性，從而影響電路設(shè)計的成品率，因此需要通過建立統(tǒng)計模型指導(dǎo)電路成品率分析。傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法都是基于小信號模型或者部分大信號模型參數(shù)的方法進行分析，因此在精度上有所不足。而且無法通過大信號統(tǒng)計模型獲得具體的工藝參數(shù)統(tǒng)計分析來指導(dǎo)器件成品率設(shè)計和工藝參數(shù)優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供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，可有效確定GaN器件的工藝參數(shù)統(tǒng)計特性，進而協(xié)助指導(dǎo)器件成品率設(shè)計。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供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，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)；

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。

可選的，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(dǎo)。

可選的，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(yīng)的小信號模型本征參數(shù)。

可選的，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)與測試的散射參數(shù)進行對比得到散射參數(shù)擬合曲線；

設(shè)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(fù)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(shè)定閾值。

可選的，所述提取大信號模型參數(shù)的方法包括：