CN108062442A - 一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法 - Google Patents
一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，包括：S1：采用有限元热仿真方法，提取GaN HEMT器件非线性热阻随器件功耗和尺寸的变化关系式；S2：利用冷态夹断偏置条件下的S参数测试数据，提取GaN HEMT器件常温下的寄生参数值；S3：利用不同的环境温度下器件脉冲I‑V的测试数据，提取寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，得到不同偏置条件下的Rs和Rd的值；S4：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，寄生参数剥离，得到本征网络Y参数，计算器件小信号等效电路本征参数值。本方法引入寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，使得提取的本征参数值更可信、更具有物理意义。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法。
背景技术
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)具有非常高的二维电子气(2-DEG)浓度、高饱和电子迁移速度和高击穿电压等优点，使得GaN HEMT器件在微波功率应用领域具有GaAs器件无法比拟的优势，是目前研究和应用的热点，在通信、雷达、卫星等领域具有广阔的应用前景。
晶体管器件模型在电路设计中起着至关重要的作用，在电路设计和工艺设计之间发挥着桥梁的作用。精确的器件模型显得越来越重要，这不仅会提高电路设计的准确性，减少工艺反复，而且会降低产品成本，缩短研制周期。GaN HEMT器件的小信号等效电路模型是在固定的偏置条件下，模拟器件在小信号状态下的响应特性，它将晶体管的电性能对频率的响应特性分别等效为集总的电容、电感、电阻和受控电流源等元件。这种方法将晶体管的物理结构和电特性抽象出来，以便于利用数学方法对其进行运算。GaN HEMT器件的小信号等效电路模型是建立其大信号模型和噪声模型的基础，小信号等效电路模型中任意参数不准确所带来的影响将会在大信号模型和噪声等效电路中被放大。因此小信号等效电路模型的精度决定了大信号模型和噪声模型的精度，在GaN微波单片集成电路(MMIC)设计中具有重要的意义。
申请号为CN201010589028.5的发明专利公开了一种AlGaN/GaNHEMT小信号模型的参数提取方法，所述参数提取方法是在传统的参数提取方法基础上进行的改进，采取开路去嵌图形进行外围寄生参数的提取，引入栅端肖特基电阻提取寄生电阻和电感，引入漏端延时因子提取内部本征参数，保证所提取的参数都是正值，并且都有物理意义，从而改善了小信号参数的S参数中S11和S22。然而GaN HEMT器件具有的高功率特性(一般是GaAs pHEMT器件功率密度的5～10倍)，使得“热效应”成为器件建模过程中必须考虑的问题，给GaNHEMT器件建模带来较大的难度，现有技术并没有对其进行考虑。
GaN HEMT器件的源极和漏极寄生电阻(Rs和Rd)是小信号等效电路模型中两个重要的寄生参数。它们分别由两部分组成，第一部分是欧姆接触电阻，一般认为是不随器件沟道温度变化的；另一部分是半导体寄生通道的电阻，由于载流子的迁移率随温度升高而降低，造成这部分电阻的阻值随器件的沟道温度升高而增大。目前提取Rs和Rd的方法通常是在器件冷态(cold-FET)偏置条件下(漏极偏置电压Vds＝0V)，利用器件特定的等效电路拓扑和参数提取方法来提取。由于此时器件的静态功耗几乎为零，因此，得到的Rs和Rd的值是在环境温度下的值(一般为常温25℃)。但器件在实际工作偏置状态下，由于具有静态功耗，器件的沟道温度是高于环境温度的，特别是对于GaN HEMT器件，其静态功耗较大，“热效应”更加明显。如果继续按照传统方法用常温下得到的Rs和Rd的值，通过寄生参数剥离的方法，计算GaNHEMT的小信号等效电路本征参数，将使得提取的本征参数值偏离它们实际物理意义对应的值，给后面大信号模型或噪声模型提供一个有误的输入。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，解决现有技术不考虑“热效应”使得提取到的本征参数偏离实际物理意义的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，包括以下步骤：
S1：采用有限元热仿真的方法，提取GaN HEMT器件非线性热阻随器件功耗和尺寸的变化关系式；
S2：利用冷态夹断偏置条件下的S参数测试数据，提取GaN HEMT器件常温下的寄生参数值；
S3：利用不同的环境温度下器件脉冲I-V的测试数据，提取寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，并结合步骤S1和S2的结果，得到不同偏置条件下的Rs和Rd的值；
S4：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，将步骤S2和步骤S3得到的寄生参数剥离，得到本征网络Y参数，并计算器件小信号等效电路本征参数值。
进一步地，步骤S1包括以下子步骤：
S101：根据GaN HEMT外延和平面结构，利用有限元热仿真软件建立GaN HEMT器件的三维仿真模型，包括设置器件的栅长LG、栅源间距LGS、栅漏间距LGD、外延层结构、热源的GaN HEMT工作的静态功耗Pdiss和分布方式；
S102：对不同尺寸的GaN HEMT器件的三维仿真模型在不同的功耗条件下进行热稳态仿真，得到Rth随器件静态功耗和栅宽的变化关系，包括得到在相同尺寸下GaN HEMT器件的热阻Rth和Pdiss的关系、以及在相同静态功耗下热阻Rth和尺寸的关系；
S103：采用多项式，对得到的在相同尺寸下GaN HEMT器件的热阻Rth和Pdiss的关系、以及在相同静态功耗下热阻Rth和尺寸的关系进行拟合，得到Rth与器件静态功耗和尺寸的关系式，其中所述的尺寸包括栅指数Ng和单指栅宽Wg；公式如下：
式中，kpi和λwj是拟合参数。
进一步地，步骤S2中，冷态夹断偏置条件下的GaN HEMT器件的小信号等效电路拓扑包括：栅源本征电容Cgsp、栅漏本征电容Cgdp、漏源本征电容Cdsp、栅极寄生电阻Rg、栅极寄生电感Lg、漏极寄生电阻Rd、漏极寄生电感Ld、源极寄生电阻Rs、源极寄生电感Ls、栅极寄生电容Cpg和漏极寄生电容Cpd；GaN HEMT器件的栅极G通过栅极寄生电容Cpg与源极S连接，GaNHEMT器件的漏极D通过漏极寄生电容Cpd与源极S连接，栅极G还顺次通过栅极寄生电感Lg、栅极寄生电阻Rg、栅漏本征电容Cgdp、漏极寄生电阻Rd、漏极寄生电感Ld与漏极D连接；栅源本征电容Cgsp的一端与栅极寄生电阻Rg和栅漏本征电容Cgdp的公共连接点连接，漏源本征电容Cdsp的一端与漏极寄生电阻Rd和栅漏本征电容Cgdp的公共连接点连接，栅源本征电容Cgsp的另外一端和漏源本征电容Cdsp的另外一端均通过源极寄生电阻Rs、源极寄生电感Ls与源极S连接。
进一步地，步骤S2包括以下子步骤：
S201：在冷态夹断偏置条件下，在低频段提取寄生电容，并在高频段提取寄生电感和寄生电阻；
S202：在微波电路仿真软件，对冷态夹断偏置条件下的小信号等效电路拓扑网络参数进行调谐优化，提高模型的仿真结果与测试的S参数的相近率。
进一步地，步骤S3包括以下子步骤：
S301：测量器件在不同的环境温度下的脉冲I-V；
S302：从GaN HEMT器件脉冲I-V测试数据的线性区，提取器件的开启电阻RON，得到各个Tamb温度条件下的RON的值；其中，开启电阻RON＝Vdsp/Idsp，Vdsp为漏极脉冲偏置电压，Idsp为测试得到的漏极脉冲电流；
S303：将步骤S2中得到的某一温度条件下的Rs和Rd的值，以及器件的结构参数值带入Rs、Rd、Rch与器件结构参数的关系式，得到Rc、Rsh和Rch在该温度条件下的值；其中，所述的器件结构参数包括总栅宽W＝Ng*Wg、栅源间距LGS和栅漏间距LGD；所述的Rs、Rd、Rch与器件结构参数的关系式为：
Rs＝(Rc/W)+(Rsh×LGS/W)
Rd＝(Rc/W)+(Rsh×LGD/W)
Rch＝Rsh×LG/W
式中，Rc和Rsh分别为GaNHEMT器件的欧姆接触电阻和沟道面电阻；
S304：将步骤S303中关系式带入RON与Rs、Rd的关系式，其中RON与Rs、Rd的关系式为：
RON(T)＝Rd(T)+Rs(T)+Rch(T)
式中Rch为GaNHEMT器件的沟道电阻；带入后的关系式为：
RON-Rch＝Rd+Rs＝2×Rc/W+Rsh(LGS+LGD)/W
S305：将步骤S303得到的Rc和Rch的值以及测量的得到的各温度下RON的值带入上式，忽略Rc和Rch随温度的变化，得到Rsh在各个温度下的值；
S306：将Rsh在各个温度下的值带入步骤S303中的关系式，得到Rs和Rd在各个温度的值；
S307：利用器件结温与功耗的关系式，将步骤S1中得到的Rth随器件尺寸和静态功耗的关系带入关系中，得到Rs和Rd在各个偏置点下的值，其中器件结温与功耗的关系式为：
Tch＝Tamb+ΔT＝Tamb+RthPdiss。
进一步地，步骤S4包括以下子步骤：
S401：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，根据微波网络矩阵变换理论，将步骤S2～S3得到的GaNHEMT器件的寄生网络参数剥离，得到本征小信号网络的Y矩阵；
其中，所述的本征小信号网络的Y矩阵包括：栅源本征电容Cgs、栅漏本征电容Cgd、漏源本征电容Cds、沟道本征电阻Ri、本征跨导Gm、漏源电导Gds；栅漏本征电容Cgd的一端通过外部栅极寄生电感Lg和外部栅极寄生电阻Rg与GaNHEMT器件的栅极G连接，栅漏本征电容Cgd的另一端通过外部漏极寄生电阻Rd和外部漏极寄生电感Ld与GaN HEMT器件的漏极D连接；栅源本征电容Cgs的其中一端与外部栅极寄生电阻Rg和栅漏本征电容Cgd之间的公共连接点连接，栅源本征电容Cgs的另外一端与沟道本征电阻Ri的其中一端连接；本征跨导Gm、漏源电导Gds和漏源本征电容Cds的其中一端均与栅漏本征电容Cgd和外部漏极寄生电阻Rd之间的公共连接点连接，沟道本征电阻Ri、本征跨导Gm、漏源电导Gds和漏源本征电容Cds的另外一端均通过外部源极寄生电阻Rs和外部源极寄生电感Ls与GaN HEMT器件的源极S连接；
S402：根据二端口网络Y参数的定义，得到本征小信号网络的Y矩阵为：
S403：得到GaN HEMT器件八个本征小信号元件的参数表达式：
Gds＝Re(Y22)
式中，τ为沟道延迟时间。
进一步地，将步骤S403计算得到的各个本征参数的值在测试频段范围内取平均值，使计算结果更加准确。
进一步地，所述的方法还包括：
S5：重复步骤S2～S4，得到其它尺寸器件在各个偏置条件下的本征参数值。
进一步地，所述的方法还包括：
S6：将GaN HEMT器件正常工作偏置条件下的小信号等效电路模型仿真结果与测试的S参数进行对比，验证模型精度。
本发明的有益效果是：本方法引入了寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，使得提取的本征参数值更可信、更具有物理意义；同时，本发明还采用有限元热仿真的方法，计算得到GaN HEMT器件非线性热阻随器件尺寸和功耗的变化关系式，可以更方便高效的提取不同尺寸器件、以及器件在各个偏置条件下的本征参数。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为GaN HEMT器件有限元热仿真模型图；
图3为GaN HEMT器件热阻随器件功耗的变化关系图；
图4为GaN HEMT器件热阻随器件栅宽的变化关系图；
图5为正常工作条件下GaN HEMT器件小信号等效电路示意图；
图6为冷态夹断偏置条件下GaN HEMT器件小信号等效电路示意图；
图7为冷态夹断偏置条件下小信号模型仿真结果与测试结果对比示意图；
图8为工作偏置条件下小信号模型仿真结果与测试结果对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
如图1所示，一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，包括以下步骤：
步骤S1：采用有限元热仿真的方法，提取GaN HEMT器件非线性热阻随器件功耗和尺寸的变化关系式。
为方便后续步骤计算不同GaN HEMT器件尺寸在各个偏置条件下的Rs和Rd的值，本步骤中，首先提取各个尺寸GaN HEMT器件的热阻Rth。由于器件热阻除了和尺寸相关外，还与器件的沟道温度Tch相关(由于材料热导率随温度变化导致)，而且GaN HEMT器件的Rth随温度呈非线性变化规律，因此称之为非线性热阻。GaN HEMT器件热阻的提取方法有多种，常见的有直接测量法(红外等仪器直接测量器件表面温度)、间接测量法(采用电特性的测量数据，推算器件的热阻)以及热仿真法。相比于测量方法，仿真方法简单高效，而且具有足够的精度。特别是对于本发明实施例中的情况，需要对多个器件尺寸，而且每个尺寸还要在多个偏置条件下提取Rth，如果采用量测的方法，将带来繁重的测试量。因此，本发明实施例采用三维有限元热仿真的方法，可以更方便高效地提取Rth随GaN HEMT器件尺寸和静态功耗的变化关系式。
本实施例采用的仿真软件是有限元热仿真软件ANSYS v.15.0，首先根据GaN HEMT外延和平面结构，建立GaN HEMT器件的三维仿真模型。相比于二维模型，三维模型虽然相对复杂耗时，但三维模型更能模拟器件的实际工作情况，计算结果更加准确。本发明建立的GaN HEMT器件仿真模型如图2所示，器件栅长LG为0.25μm，栅源间距LGS和栅漏间距LGD分别为1μm和3μm，为简化模型，仅考虑了主要的外延层结构，分别为20nmAlGaN势垒层、1.3μm GaN沟道层、500nm GaN缓冲层和100μm SiC衬底。仿真模型的热源设置为GaN HEMT工作的静态功耗Pdiss，沿着栅下沟道分布。
设置好器件结构模型和仿真参数后，采用仿真软件进行热稳态仿真，对于4x100μm栅宽的GaN HEMT器件温度分布结果如图2所示，可以看出器件的中心温度最高，温度场呈现“椭圆分布”，与实际情况吻合。分别建立各个尺寸GaN HEMT器件的仿真模型，并且在不同的功耗条件下进行热稳态仿真，得到Rth随器件静态功耗和尺寸(栅宽)的变化关系，本实施例中分别仿真了4x50μm、4x100μm和6x100μm三个尺寸器件，仿真结果如图3和图4所示。从图3可以看出，在相同尺寸条件下，Rth随Pdiss的增大而非线性增大；从图4可以看出，在相同功耗条件下，在随着Pdiss增大，Rth逐渐减小最后趋于稳定，与热传导理论吻合。
最后，我们采用一个多项式，对图3和图4中的结果进行拟合，得到Rth与器件静态功耗和尺寸(栅指数Ng和单指栅宽Wg)的关系式：
其中，kpi和λwj是拟合参数。
步骤S2：利用冷态夹断偏置条件下的S参数测试数据，提取GaN HEMT器件常温下的寄生参数值。
本实施例中，选取的GaN HEMT器件的小信号等效电路拓扑如图5所示(器件正常工作偏置条件)，其中有7个本征参数和8个寄生参数，这些参数在模型有效频率范围内都是不随频率变化的量。图5中虚线框内的部分表示GaN HEMT的本征参数，分别为栅源本征电容Cgs、栅漏本征电容Cgd、漏源本征电容Cds、沟道本征电阻Ri、本征跨导Gm、漏源电导Gds、沟道延迟时间τ。GaN HEMT器件的外部寄生参数分别为晶体管栅极(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)的寄生电阻和电感，分别表示为Rg、Lg、Rd、Ld、Rs、Ls，以及栅极和漏极的寄生电容(Cpg和Cpd)。寄生参数的提取是建立器件模型的首要步骤，这些寄生参数的提取精度直接影响到器件小信号模型的精度。小信号等效电路模型的拓扑结构、测试不确定性和提取方法是造成寄生参数提取误差的主要原因。
本步骤中，采用常用的冷态(cold-FET)夹断偏置条件下器件的S参数测试数据，提取GaN HEMT器件常温下的寄生参数值。所谓冷态夹断偏置条件是指器件的栅极偏置电压Vg＜Vp，同时漏极偏置电压Vd＝0V，其中Vp是指器件的夹断电压。因为在此偏置条件下，GaNHEMT器件沟道中的电子被耗尽，器件主要呈现电抗特性，可忽略器件沟道的电阻特性。本实施例中，选取的GaN HEMT器件栅长为0.25μm，栅指数为4指，单指栅宽为100μm，对于该器件Vp≈-3.5V。在夹断偏置条件下，GaN HEMT器件的小信号等效电路拓扑由图5形式退化为如图6所示，本征部分仅剩三个本征电容，外部寄生参数部分不变。可分别在低频段提取寄生电容，在高频段提取寄生电感和寄生电阻。其中，具体的提取方法和计算公式在许多FET器件建模的文献和书籍中都有详细描述，也可以采用如下的方式：
为了分别提取图6等效电路拓扑中的电容和电感，将GaN HEMT器件的S参数的测试数据按频率划分为低频段、中频段和高频段；在低频段内，器件主要呈现电容特性，可忽略图4等效电路拓扑中的寄生电阻和寄生电感，用于提取寄生电容和本征电容，将低频段频率的上限定义为fL；由于寄生电感在频率较低时对S参数非常敏感，因此很难在低频率时准确提取，通常在频率高于某一数值的频段内提取寄生电感，此时的频段定义为高频段，将高频段频率的下限定义为fH；剩下的低频段与高频段中间的频段即称之为中频段。下面分别介绍提取电容和电感的具体方法：
在低频段内，忽略图6等效电路拓扑中的电感和电阻，即仅剩下五个电容(Cpg、Cpd、Cgsp、Cgdp和Cdsp)，将测试的S参数矩阵转换为导纳Y矩阵(具体转换方法可参考微波网络矩阵转换理论，在此不再赘述)，表示为YL。五个电容与YL矩阵参数的关系式如下：
其中，YL11、YL12、YL21和YL22为YL矩阵的四个矩阵参数；ω为角频率。
在夹断偏置状态下，由GaN HEMT器件的沟道耗尽层物理特性，可假设本征栅源和栅漏电容相等，即Cgsp＝Cgdp。然后，令Cds_t＝Cpd+Cdsp，由上述各式可得到电容参数与YL矩阵参数的关系式：
由上式可计算得到电容在低频段各测试频点低的值，然后在整个低频段内取算术平均，可进一步降低测试不确定性造成的容值提取误差。
在此，首先将Cpd赋初值为0，那么Cdsp＝Cds_t-Cpd，此时图6等效电路拓扑中的五个电容值均已确定，可继续执行后续的参数提取流程。
接着，在高频段内提取寄生电感，Ls、Ld和Lg。先采用微波矩阵理论，将目前已经确定的寄生电容Cpd和Cpg从测试的S参数中剥离，并将剥离后的结果转换为阻抗Z矩阵，表示为ZH。由图6等效电路拓扑，剥离Cpd和Cpg后，寄生电感与ZH矩阵参数以及本征电容的关系式为：
其中，ZH11、ZH12、和ZH22为ZH矩阵的四个矩阵参数。由式(a7)～(a9)可计算得到寄生电感在高频段各测试频点低的值，同样，在整个高频段内取算术平均，可进一步降低测试不确定性造成的电感值提取误差。
上述方法提取得到初值后，在微波电路仿真软件(如Keysight ADS)中，对冷态夹断偏置条件下，图6所示的小信号等效电路网络参数进行调谐优化，使结果更加精确。优化后，模型的仿真结果同测试的S参数在0.1～40GHz范围内的对比如图7所示(实线为仿真结果，符号为测试结果)。从图中可以看出，夹断偏置条件下，模型的拟合精度很高，说明本步骤中提供的GaN HEMT器件小信号寄生参数的准确性。
步骤S3：利用不同的环境温度下器件脉冲I-V的测试数据，提取寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，并结合S1和S2的结果，得到不同偏置条件下的Rs和Rd的值。
在GaN HEMT器件中，由于器件功耗较大，使器件结温升高，从而导致Rs和Rd随着升高，在建立器件的小信号等效电路模型过程中，这种效应不能忽略。为提取Rs和Rd随温度的变化关系式，本发明利用不同环境温度下GaNHEMT的脉冲I-V测试数据进行提取。
首先，需要测量器件在不同的环境温度下的脉冲I-V。脉冲I-V测试时，脉冲的栅极和漏极静态偏置点设置为0V(即Vgsq＝0V，Vdsq＝0V)，且脉冲宽度需要足够窄(一般需要小于1μs，本实施例中选取200ns)，占空比0.1％，目的都是在脉冲测试时，尽量使器件不产生静态功耗，从而认为器件的结温Tch等于测试环境温度Tamb。环境温度的设置是通过控制探针台的Chunk温度实现的，本实施例中，选取的环境温度为0～200℃，温度间隔为25℃。
然后，从GaNHEMT器件脉冲I-V测试数据的线性区，提取器件的开启电阻RON(＝Vdsp/Idsp，Vdsp为漏极脉冲偏置电压，Idsp为测试得到的漏极脉冲电流)，得到各个Tamb温度条件下的RON的值。再由RON与Rs、Rd的关系式
RON(T)＝Rd(T)+Rs(T)+Rch(T) (2)
式中Rch为GaNHEMT器件的沟道电阻。结合Rs、Rd、Rch与器件结构参数(总栅宽W＝Ng*Wg，栅源间距LGS，栅漏间距LGD)的关系式
Rs＝(Rc/W)+(Rsh×LGS/W) (3a)
Rd＝(Rc/W)+(Rsh×LGD/W) (3b)
Rch＝Rsh×LG/W (3c)
式中，Rc和Rsh分别为GaNHEMT器件的欧姆接触电阻和沟道面电阻。
将步骤S2中得到的常温25℃条件下Rs和Rd的值，以及器件的结构参数值带入式(3a)～(3c)，可以得到Rc、Rsh和Rch在常温下的值。本实施例中，以4×125μm器件为例，W＝500μm，LGS＝1μm,LGD＝3μm，Rs＝1.5Ω(25℃)，Rd＝2.9Ω(25℃)带入式(3)，得到Rc＝0.4Ω·mm，Rsh＝350Ω/方。将式(3)带入式(2)，得到
RON-Rch＝Rd+Rs＝2×Rc/W+Rsh(LGS+LGD)/W (4)
将计算得到的Rc、Rch的值以及测量得到的各温度下RON的值带入上式，忽略Rc随温度的变化，且Rch的值很小，也可以忽略温度对其的影响，可以得到Rsh在各个温度下的值，最终带入式(3a)和(3b)可以得到Rs和Rd在各个温度的值。
在提取GaNHEMT器件本征参数时，需要在各个不同的偏置点下分别进行，分别对应不同的静态功耗Pdiss(＝Vds*Ids，Vds为漏极静态偏置电压，Ids为漏极静态电流)，即不同的器件结温Tch。为得到Rs和Rd在各个偏置点下的值，可以利用器件结温与功耗的关系
Tch＝Tamb+ΔT＝Tamb+RthPdiss (5)
将步骤S1中得到的Rth随器件尺寸和静态功耗的关系带入上式即可得到。
步骤S4：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，将步骤S2～S3得到的寄生参数剥离，得到本征网络Y参数，并计算器件小信号等效电路本征参数值。
本步骤中，采用各个偏置条件下S参数的测试数据，根据微波网络矩阵变换理论，将步骤S2～S3得到的GaN HEMT器件寄生网络参数剥离(其中，认为除Rs和Rd外，其它小信号寄生参数不随偏置和温度变化)，得到图5虚线框中本征网络的Y矩阵，具体的计算过程在许多FET器件建模的文献和书籍中都有描述，在此不再赘述。根据二端口网络Y参数的定义，可以得到图中本征小信号网络的Y矩阵为
然后可以得到GaN HEMT器件八个本征小信号元件的参数表达式：
Gds＝Re(Y22) (7g)
根据式(7)可计算得到GaN HEMT器件小信号本征参数在各个工作偏置条件下的值。由于GaN HEMT器件小信号等效电路本征参数在模型有效频率范围内是不随频率变化的，因此可将式(7)计算得到的各个本征参数的值在测试频段范围内取平均值，从而可使计算结果更加准确。本实施例中，S参数的测试频率范围为0.1GHz至40GHz。
步骤S5：重复步骤S2～S4，得到其它尺寸器件在各个偏置条件下的本征参数值。
通过上述步骤S2～S4，可得到某个尺寸的GaN HEMT器件的小信号本征参数在各个工作偏置条件下的值。为得到其它尺寸的结果，可重复步骤S2～S4。
为验证上述步骤提取得到的GaN HEMT器件小信号本征参数的准确性，将GaN HEMT器件正常工作偏置条件下的小信号等效电路模型仿真结果与测试的S参数进行对比，验证模型精度。本实施例中，选取的栅宽为4x125μm的GaN HEMT器件，在0.1～40GHz频率范围内，正常工作偏置条件下(Vg＝-2.0V，Vd＝20V)，模型仿真得到的S参数与测试值的对比如图8所示(实线为仿真结果，符号为测试结果)，从图中可以看出，模型的拟合精度很高，说明本发明提供的GaN HEMT器件小信号本征参数提取方案的正确性。
由于本发明的方法引入了寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，使得提取的本征参数值更可信、更具有物理意义。另外，本发明还在步骤S1中采用有限元热仿真的方法，计算得到GaN HEMT器件非线性热阻Rth随器件尺寸和功耗的变化关系式，可以更方便高效的提取不同尺寸器件、以及器件在各个偏置条件下的本征参数。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：采用有限元热仿真的方法，提取GaN HEMT器件非线性热阻随器件功耗和尺寸的变化关系式；
S2：利用冷态夹断偏置条件下的S参数测试数据，提取GaN HEMT器件常温下的寄生参数值；
S3：利用不同的环境温度下器件脉冲I-V的测试数据，提取寄生电阻Rs和Rd随温度的变化关系式，并结合步骤S1和S2的结果，得到不同偏置条件下的Rs和Rd的值；
S4：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，将步骤S2和步骤S3得到的寄生参数剥离，得到本征网络Y参数，并计算器件小信号等效电路本征参数值。
2.根据权利要求1所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：步骤S1包括以下子步骤：
S101：根据GaN HEMT外延和平面结构，利用有限元热仿真软件建立GaN HEMT器件的三维仿真模型，包括设置器件的栅长LG、栅源间距LGS、栅漏间距LGD、外延层结构、热源的GaNHEMT工作的静态功耗Pdiss和分布方式；
S102：对不同尺寸的GaN HEMT器件的三维仿真模型在不同的功耗条件下进行热稳态仿真，得到Rth随器件静态功耗和栅宽的变化关系，包括得到在相同尺寸下GaN HEMT器件的热阻Rth和Pdiss的关系、以及在相同静态功耗下热阻Rth和尺寸的关系；
S103：采用多项式，对得到的在相同尺寸下GaN HEMT器件的热阻Rth和Pdiss的关系、以及在相同静态功耗下热阻Rth和尺寸的关系进行拟合，得到Rth与器件静态功耗和尺寸的关系式，其中所述的尺寸包括栅指数Ng和单指栅宽Wg；公式如下：
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式中，kpi和λwj是拟合参数。
3.根据权利要求2所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：步骤S2中，冷态夹断偏置条件下的GaN HEMT器件的小信号等效电路拓扑包括：栅源本征电容Cgsp、栅漏本征电容Cgdp、漏源本征电容Cdsp、栅极寄生电阻Rg、栅极寄生电感Lg、漏极寄生电阻Rd、漏极寄生电感Ld、源极寄生电阻Rs、源极寄生电感Ls、栅极寄生电容Cpg和漏极寄生电容Cpd；GaNHEMT器件的栅极G通过栅极寄生电容Cpg与源极S连接，GaNHEMT器件的漏极D通过漏极寄生电容Cpd与源极S连接，栅极G还顺次通过栅极寄生电感Lg、栅极寄生电阻Rg、栅漏本征电容Cgdp、漏极寄生电阻Rd、漏极寄生电感Ld与漏极D连接；栅源本征电容Cgsp的一端与栅极寄生电阻Rg和栅漏本征电容Cgdp的公共连接点连接，漏源本征电容Cdsp的一端与漏极寄生电阻Rd和栅漏本征电容Cgdp的公共连接点连接，栅源本征电容Cgsp的另外一端和漏源本征电容Cdsp的另外一端均通过源极寄生电阻Rs、源极寄生电感Ls与源极S连接。
4.根据权利要求3所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：步骤S2包括以下子步骤：
S201：在冷态夹断偏置条件下，在低频段提取寄生电容，并在高频段提取寄生电感和寄生电阻；
S202：在微波电路仿真软件，对冷态夹断偏置条件下的小信号等效电路拓扑网络参数进行调谐优化。
5.根据权利要求4所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：步骤S3包括以下子步骤：
S301：测量器件在不同的环境温度下的脉冲I-V；
S302：从GaNHEMT器件脉冲I-V测试数据的线性区，提取器件的开启电阻RON，得到各个Tamb温度条件下的RON的值；其中，开启电阻RON＝Vdsp/Idsp，Vdsp为漏极脉冲偏置电压，Idsp为测试得到的漏极脉冲电流；
S303：将步骤S2中得到的某一温度条件下的Rs和Rd的值，以及器件的结构参数值带入Rs、Rd、Rch与器件结构参数的关系式，得到Rc、Rsh和Rch在该温度条件下的值；其中，所述的器件结构参数包括总栅宽W＝Ng*Wg、栅源间距LGS和栅漏间距LGD；所述的Rs、Rd、Rch与器件结构参数的关系式为：
Rs＝(Rc/W)+(Rsh×LGS/W)
Rd＝(Rc/W)+(Rsh×LGD/W)
Rch＝Rsh×LG/W
式中，Rc和Rsh分别为GaNHEMT器件的欧姆接触电阻和沟道面电阻；
S304：将步骤S303中关系式带入RON与Rs、Rd的关系式，其中RON与Rs、Rd的关系式为：
RON(T)＝Rd(T)+Rs(T)+Rch(T)
式中Rch为GaNHEMT器件的沟道电阻；带入后的关系式为：
RON-Rch＝Rd+Rs＝2×Rc/W+Rsh(LGS+LGD)/W
S305：将步骤S303得到的Rc和Rch的值以及测量的得到的各温度下RON的值带入上式，忽略Rc和Rch随温度的变化，得到Rsh在各个温度下的值；
S306：将Rsh在各个温度下的值带入步骤S303中的关系式，得到Rs和Rd在各个温度的值；
S307：利用器件结温与功耗的关系式，将步骤S1中得到的Rth随器件尺寸和静态功耗的关系带入关系中，得到Rs和Rd在各个偏置点下的值，其中器件结温与功耗的关系式为：
Tch＝Tamb+ΔT＝Tamb+RthPdiss。
6.根据权利要求5所述的一种AlGaN/GaNHEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：步骤S4包括以下子步骤：
S401：采用各个偏置条件下S参数的测试数据，根据微波网络矩阵变换理论，将步骤S2～S3得到的GaNHEMT器件的寄生网络参数剥离，得到本征小信号网络的Y矩阵；
其中，所述的本征小信号网络的Y矩阵包括：栅源本征电容Cgs、栅漏本征电容Cgd、漏源本征电容Cds、沟道本征电阻Ri、本征跨导Gm、漏源电导Gds；栅漏本征电容Cgd的一端通过外部栅极寄生电感Lg和外部栅极寄生电阻Rg与GaNHEMT器件的栅极G连接，栅漏本征电容Cgd的另一端通过外部漏极寄生电阻Rd和外部漏极寄生电感Ld与GaN HEMT器件的漏极D连接；栅源本征电容Cgs的其中一端与外部栅极寄生电阻Rg和栅漏本征电容Cgd之间的公共连接点连接，栅源本征电容Cgs的另外一端与沟道本征电阻Ri的其中一端连接；本征跨导Gm、漏源电导Gds和漏源本征电容Cds的其中一端均与栅漏本征电容Cgd和外部漏极寄生电阻Rd之间的公共连接点连接，沟道本征电阻Ri、本征跨导Gm、漏源电导Gds和漏源本征电容Cds的另外一端均通过外部源极寄生电阻Rs和外部源极寄生电感Ls与GaN HEMT器件的源极S连接；
S402：根据二端口网络Y参数的定义，得到本征小信号网络的Y矩阵为：
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S403：得到GaN HEMT器件八个本征小信号元件的参数表达式：
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Gds＝Re(Y22)
式中，τ为沟道延迟时间。
7.根据权利要求6所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：将步骤S403计算得到的各个本征参数的值在测试频段范围内取平均值，使计算结果更加准确。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：所述的方法还包括：
S5：重复步骤S2～S4，得到其它尺寸器件在各个偏置条件下的本征参数值。
9.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种AlGaN/GaN HEMT微波功率器件小信号本征参数提取方法，其特征在于：所述的方法还包括：
S6：将GaN HEMT器件正常工作偏置条件下的小信号等效电路模型仿真结果与测试的S参数进行对比，验证模型精度。
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108062442B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109522617A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-26 | 南京集芯光电技术研究院有限公司 | AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法 |
| CN110008488A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-07-12 | 杭州电子科技大学 | 一种提取晶体管的通用型热阻和热容特性的方法 |
| CN111310369A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-19 | 辽宁百思特达半导体科技有限公司 | 应用于快速充电的GaN功率器件的信息处理方法及系统 |
| CN112380659A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-19 | 天津大学 | 基于新型电阻模型的GaN HEMT等效电路拓扑结构 |
| CN113533922A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-10-22 | 大连理工大学 | 一种Cascode结构GaN电力电子器件结温快速精确测量方法 |
| US20220107361A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-04-07 | The 13Th Research Institute Of China Electronics Technology Group Corporation | Two-Port On-Wafer Calibration Piece Circuit Model and Method for Determining Parameters |
| CN114841099A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-08-02 | 浙江铖昌科技股份有限公司 | 表征模型的构建方法、装置、设备和系统 |
| CN116362180A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-06-30 | 南京理工大学 | 一种GaN HEMT大信号模型参数一体化提取方法 |
| CN116626460A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-22 | 山东大学 | 一种确定GaN晶体管纳米尺寸栅长二维电子气面密度的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103077290A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-01 | 西安电子科技大学 | InP HBT小信号模型的参数提取方法 |
| CN105138730A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-09 | 电子科技大学 | 氮化镓高电子迁移率晶体管小信号模型参数提取方法 |
| CN105844059A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种微波大功率晶体管建模方法 |
| US20170125516A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | Fujitsu Limited | Compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| CN107192935A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-09-22 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种GaN HEMT器件热阻和热容的测量方法 |
-
2017
- 2017-12-12 CN CN201711321484.XA patent/CN108062442B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103077290A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-01 | 西安电子科技大学 | InP HBT小信号模型的参数提取方法 |
| CN105138730A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-09 | 电子科技大学 | 氮化镓高电子迁移率晶体管小信号模型参数提取方法 |
| US20170125516A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | Fujitsu Limited | Compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| CN105844059A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种微波大功率晶体管建模方法 |
| CN107192935A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-09-22 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种GaN HEMT器件热阻和热容的测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MISHRA, A 等: "Modeling and Parameter Extraction Method for AlGaN/GaN HEMT", 《2017 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MULTIMEDIA, SIGNAL PROCESSING AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES (IMPACT)》 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109522617A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-26 | 南京集芯光电技术研究院有限公司 | AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法 |
| CN110008488B (zh) * | 2018-11-23 | 2023-02-10 | 杭州电子科技大学 | 一种提取晶体管的通用型热阻和热容特性的方法 |
| CN110008488A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-07-12 | 杭州电子科技大学 | 一种提取晶体管的通用型热阻和热容特性的方法 |
| CN111310369A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-19 | 辽宁百思特达半导体科技有限公司 | 应用于快速充电的GaN功率器件的信息处理方法及系统 |
| US11733298B2 (en) * | 2020-08-14 | 2023-08-22 | The 13Th Research Institute Of China Electronics Technology Group Corporation | Two-port on-wafer calibration piece circuit model and method for determining parameters |
| US20220107361A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-04-07 | The 13Th Research Institute Of China Electronics Technology Group Corporation | Two-Port On-Wafer Calibration Piece Circuit Model and Method for Determining Parameters |
| CN112380659A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-19 | 天津大学 | 基于新型电阻模型的GaN HEMT等效电路拓扑结构 |
| CN113533922B (zh) * | 2021-06-07 | 2022-06-14 | 大连理工大学 | 一种Cascode结构GaN电力电子器件结温快速精确测量方法 |
| CN113533922A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-10-22 | 大连理工大学 | 一种Cascode结构GaN电力电子器件结温快速精确测量方法 |
| CN114841099A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-08-02 | 浙江铖昌科技股份有限公司 | 表征模型的构建方法、装置、设备和系统 |
| CN114841099B (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-11 | 浙江铖昌科技股份有限公司 | 表征模型的构建方法、装置、设备和系统 |
| CN116362180A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-06-30 | 南京理工大学 | 一种GaN HEMT大信号模型参数一体化提取方法 |
| CN116362180B (zh) * | 2022-12-13 | 2023-10-13 | 南京理工大学 | 一种GaN HEMT大信号模型参数一体化提取方法 |
| CN116626460A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-22 | 山东大学 | 一种确定GaN晶体管纳米尺寸栅长二维电子气面密度的方法 |
| CN116626460B (zh) * | 2023-04-18 | 2024-01-30 | 山东大学 | 一种确定GaN晶体管纳米尺寸栅长二维电子气面密度的方法 |
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