随着5G通信、毫米波雷达和卫星通信系统对高频大功率器件线性度要求的不断提升,传统AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transfer,HEMT)在功率放大器应用中面临的非线性失真问题日益凸显。本文针对高线性度氮化镓功率...随着5G通信、毫米波雷达和卫星通信系统对高频大功率器件线性度要求的不断提升,传统AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transfer,HEMT)在功率放大器应用中面临的非线性失真问题日益凸显。本文针对高线性度氮化镓功率放大器件的设计需求,基于Silvaco TCAD软件,系统研究了栅源/栅漏间距(Lgs/Lgd)、异质结势垒层Al组分分布以及栅下凹槽结构对GaN HEMT器件转移特性及线性度关键指标--栅压摆幅(Gate Voltage Swing,GVS)的影响规律。通过对比分析发现,减小栅源栅漏间距以及增大栅源栅漏Al组分能够有效提高器件的GVS。减小栅下Al组分可以改善器件GVS大小并使器件的阈值电压正漂,随后结合栅下凹槽使得器件的GVS提高了55.56%。本研究为高线性度GaN功率器件的结构优化提供了系统的设计方法和理论依据。展开更多
通过在栅下引入一层铁电介质,对GaN基高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transfer,HEMT)的线性度进行了优化。得益于铁电介质极化强度随电场变化的非线性特性,引入铁电介质后器件的跨导呈现出两个峰,使得跨导展宽,线性度提升...通过在栅下引入一层铁电介质,对GaN基高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transfer,HEMT)的线性度进行了优化。得益于铁电介质极化强度随电场变化的非线性特性,引入铁电介质后器件的跨导呈现出两个峰,使得跨导展宽,线性度提升。通过对不同铁电介质的厚度、介电常数以及栅下势垒层Al组分下的铁电栅介质GaN HEMT器件的电学特性进行仿真分析,研究了跨导随这些参数的变化规律。并根据所得出的规律,有效展宽了器件峰值跨导,使得器件的栅压摆幅提升1.5倍。为基于铁电介质的高线性度GaN HEMT设计提供了理论依据。展开更多
测量了应力前后 Ga As PHEMT器件电特性的退化 ,指出了 Ga As PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起 .栅极下 Al Ga As层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分 ,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解...测量了应力前后 Ga As PHEMT器件电特性的退化 ,指出了 Ga As PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起 .栅极下 Al Ga As层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分 ,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解释阈值电压漂移中永久性的漂移 .空穴积累来源于场助作用下电子的退陷和沟道中碰撞电离产生的空穴向栅极流动时被俘获 .对高场下碰撞电离率的实验曲线进行拟合 ,得到碰撞电离率与器件沟道电场峰值的量化关系 ,可以对 Ga As展开更多
文摘随着5G通信、毫米波雷达和卫星通信系统对高频大功率器件线性度要求的不断提升,传统AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transfer,HEMT)在功率放大器应用中面临的非线性失真问题日益凸显。本文针对高线性度氮化镓功率放大器件的设计需求,基于Silvaco TCAD软件,系统研究了栅源/栅漏间距(Lgs/Lgd)、异质结势垒层Al组分分布以及栅下凹槽结构对GaN HEMT器件转移特性及线性度关键指标--栅压摆幅(Gate Voltage Swing,GVS)的影响规律。通过对比分析发现,减小栅源栅漏间距以及增大栅源栅漏Al组分能够有效提高器件的GVS。减小栅下Al组分可以改善器件GVS大小并使器件的阈值电压正漂,随后结合栅下凹槽使得器件的GVS提高了55.56%。本研究为高线性度GaN功率器件的结构优化提供了系统的设计方法和理论依据。
文摘测量了应力前后 Ga As PHEMT器件电特性的退化 ,指出了 Ga As PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起 .栅极下 Al Ga As层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分 ,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解释阈值电压漂移中永久性的漂移 .空穴积累来源于场助作用下电子的退陷和沟道中碰撞电离产生的空穴向栅极流动时被俘获 .对高场下碰撞电离率的实验曲线进行拟合 ,得到碰撞电离率与器件沟道电场峰值的量化关系 ,可以对 Ga As
