[发明专利]基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法

权利要求书

1.一种基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法，其特征在于：所述统计分析方法包括：

步骤一：建立GaN器件小信号等效电路模型，提取小信号模型参数；

步骤二：建立GaN器件工艺参数关联的大信号等效电路模型，提取大信号模型参数，所述大信号模型参数包括非线性电流源模型参数和非线性电容模型参数；

步骤三：以器件的实测微波特性为目标，调谐优化大信号模型参数；

所述调谐优化大信号模型参数的方法包括：

导入所述小信号模型参数及大信号模型参数；

设置第四调谐参数，计算器件的微波特性；其中，所述第四调谐参数包括势垒层厚度、掺杂浓度、栅长、栅宽和Al组份中的至少一者，所述大信号等效电路模型的微波特性包括输出功率、功率附加效率和增益中至少一者；

将计算的器件的微波特性与实测的微波特性进行对比，得到微波特性拟合曲线；

根据微波特性拟合曲线的拟合度重复修改所述第四调谐参数，直到所述微波特性拟合曲线的拟合度符合第四设定阈值；

步骤四：基于建立的大信号模型提取多批次GaN器件的工艺参数，并对所述工艺参数进行统计分析。

2.根据权利要求1所述的基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法，其特征在于：所述小信号模型参数包括寄生参数和本征参数；其中，所述寄生参数包括寄生电容、寄生电阻、寄生电感，所述本征参数包括本征电容、本征电阻、电流源及输出电导。

3.根据权利要求1所述的基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法，其特征在于：所述提取小信号模型参数的方法包括：

测试在所述GaN器件小信号等效电路模型中的GaN器件在夹断状态下的散射参数；

根据所述夹断状态下的散射参数提取所述小信号等效电路模型中的寄生参数；

对全部的寄生参数去嵌后，计算各偏置点对应的小信号模型参数。

4.根据权利要求3所述的基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法，其特征在于：步骤一中，在提取小信号模型参数后，还包括：

根据所述小信号模型参数通过仿真得到仿真散射参数；

将所述仿真散射参数与检测的散射参数进行对比得到散射参数拟合曲线；

设置第一调谐参数，根据所述散射参数拟合曲线的拟合度重复修改第一调谐参数，直到所述散射参数拟合曲线的拟合度符合第一设定阈值。

5.根据权利要求2所述的基于大信号等效电路模型的GaN器件工艺参数统计分析方法，其特征在于：所述提取大信号模型参数的方法包括：

对在所述GaN器件工艺参数关联的大信号等效电路模型中GaN器件进行测试，得到脉冲I-V测试数据和静态I-V测试数据；

根据脉冲I-V测试数据提取Ids非线性模型中与自热效应无关的参数；

联合脉冲I-V测试数据和静态I-V测试数据提取Ids非线性模型中与陷阱效应和自热效应的相关参数；

根据Ids非线性模型中与自热效应无关的参数、Ids非线性模型中与陷阱效应和自热效应相关的参数进行仿真得到脉冲I-V仿真数据和静态I-V仿真数据；

将脉冲I-V仿真数据和静态I-V仿真数据分别与对应的脉冲I-V测试数据和静态I-V测试数据进行对比，得到I-V拟合曲线；

根据所述I-V拟合曲线的拟合度重复修改第二调谐参数，直到所述I-V拟合曲线的拟合度符合第二设定阈值；以及

提取本征参数中的本征电容，以所述本征电容在多偏置下的取值为目标进行拟合，计算得到非线性电容模型参数；

将计算得到的非线性电容模型参数与提取的非线性电容模型参数进行对比，获得对比度；

设置第三调谐参数，根据所述对比度重复修改第三调谐参数，以调谐非线性电容模型参数，直到所述对比度符合第三设定阈值。