如上图,为该方案中披露的GaN HEMT的ASM模型直流参数提取方法流程图。首先,给定器件的工艺参数。工艺参数包括:器件长度(L)、器件宽度(W)、器件栅指数(NF)、器件栅源长度(LSG)以及器件漏源长度(LDG)等尺寸参数,这些参数一般由器件设计人员给出。
其次,提取电容和电压关系(CV)的相关参数。包括由逆导电容和漏电压曲线提取漏源交叠电容参数(cgdo)、边缘电容参数(cfgd)、偏置电压参数(cgdl)、电容电压(CV)模型中漏电饱和电压参数(vdsatcv)。
以及由输入电容和漏电压曲线提取漏源电容参数(cdso)、漏极边缘电容参数(cfd)、控制低Vds下与Cds无关值的参数(aj)、零Vds接入区域电容参数(cj0)、高Vds下衰减参数Caccd(mz)以及漏极内建电势参数(vbi)。
最后,提取电流和电压曲线(IV)的相关参数,包括以下步骤:首先,在漏极电流和栅电压(id_vg)曲线的低电流区域提取线性条件下的截止电压(voff)和亚阈值摆幅参数。并从该曲线中提取漏致势垒降低效应(DIBL)和亚阈值区域退化的相关参数。
其次,在(id_vg)曲线高电流区域提取迁移率和垂直场强依赖性相关的参数,同时,提取速度饱和输出电导的相关参数。
该计算中主要涉及漏极电路的一阶求导操作,可以得到包括漏接入区单位面积二维电子气密度、电阻、迁移率温度相关参数、接入区二维电子气密度温度相关参数、饱和速度、接入区饱和速度值以及速度饱和等参数,并最终得到源漏接触区迁移率。
而为了方便对比,在该方案中还展示了现有技术中GaN ASM模型直流参数提取流程图,如上图所示。对比之下,该方案中提出的参数确定方案具有以下两个优势:
1)该方案中将“漏极电流和漏电压”(id_vd)曲线和“漏极电流和栅电压”(id_vg)曲线同时考虑来提取对两种曲线都有影响的参数,可以防止参数调整对其中一种曲线产生严重影响的情况,提高了参数提取效率。
2)该方案首先选取部分对参数影响较大的曲线进行参数提取,大致确定参数优化区间。在这一过程中首先去除自热效应的影响,将其他参数的影响放大,有利于参数的准确性,再考虑自热效应和整体参数的影响。在整体参数区间范围大致确定后,再将所有(id_vd)测量曲线和(id_vg)测量曲线用来进行直流参数提取。
以上就是华大九天披露的GaN HEMT的ASM模型直流参数提取方案,该方案中的ASM模型能够降低参数提取次数,以及提高模型直流参数提取效率和提取参数的准确性。