[发明专利]一种表面势紧凑模型参数提取方法

摘要

本发明公开了一种表面势紧凑模型参数提取方法，属于功率器件技术领域。本发明所述方法具体为：根据非线性电流‑电压(I‑V)模型中各参数所具有的不同物理意义，对模型参数进行分块；再通过分别拟合模型参数所对应的实测脉冲I‑V或静态I‑V转移特性曲线，得到各分块后的模型参数；最后通过对比仿真与实测值，证明该参数提取方法具有较高的精度。本发明所述方法的最大优势在于操作简便，可快速、准确地完成氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT表面势紧凑模型参数的提取，提高GaN HEMT器件建模的效率。

主权项

1.一种表面势紧凑模型参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.提取具有明确物理意义的物理参数：将晶体管源极接地，选取静态偏置点：漏极‑源极电压静态偏置点Vdsq＝0V，栅极‑源极电压静态偏置点Vgsq＝‑4V，进行脉冲测试，得到多个漏源电压Vds下的转移特性曲线；拟合每个漏源电压Vds下的脉冲I‑V的转移特性曲线，得到自热效应和陷阱效应无关的模型参数：阈值电压Voff、Al组分含量xAl、势垒层厚度di、极化面电荷密度σ；拟合静态I‑V的线性区和饱和区，分别得到模型参数：低场迁移率μ0、饱和电子速率vsat；步骤2.提取具有一定物理含义的半经验半物理参数：拟合静态I‑V曲线，得到自热效应相关的模型参数PT；选取不同的静态偏置点，将I‑V模型中的栅极‑源极电压Vgs替换为表征陷阱效应的等效栅极电压Vgseff，等效栅极电压Vgseff为漏极‑源极电压Vds、栅极‑源极电压Vgs、漏极‑源极电压静态偏置点Vdsq、栅极‑源极电压静态偏置点Vgsq的函数，再拟合脉冲I‑V曲线，即可得到陷阱效应相关的模型参数：ksurf，Vgspinchoff，ksubs，Vdssub0；步骤3.提取不具有物理意义的经验参量：用于修正器件静态电流Ids表达式的拟合项Ma：其中，wa1，wb1，wc1，wa2，wb2，wc2，wd为模型中的经验参量；通过拟合器件的输出曲线，得到经验参量wa1，wb1，wc1，wa2，wb2，wc2，wd。