利用 TCAD 与实验数据提取并分析用于射频应用的 GaN HEMT 迁移率
系统与控制
2025-07-17 v1 系统与控制
摘要
本文结合 TCAD 仿真和实验表征，对 GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）进行了分析。使用 Nextnano 仿真软件研究了能带结构，以观察平衡条件下的二维电子气（2DEG）形成和载流子限制。此外，对制造的科研级 GaN HEMT 的 I-V 和 C-V 数据进行了分析，以提取关键电学参数。该器件的导通电流为 1.9 mA，关断电流为 0.01 mA，表明具有很高的开关比。观察到 80 mV/decade 的亚阈值摆幅和 5 mV/V 的 DIBL，证实了良好的栅极控制和短沟道抑制效应。导通电阻为 22.72 ohm per micron，饱和电压为 1 V。峰值跨导在线性区提取为 0.18 mS，在饱和区为 0.5 mS。采用跨导法计算了场效应迁移率，在低漏极偏压下其最大值约为 1200 cm2/V.s。仿真与实验相结合的方法为 GaN HEMT 的行为提供了全面见解，从而加深了对先进晶体管设计至关重要的结构-性能关系的理解。
引用
@article{arxiv.2507.11849,
title = {Mobility Extraction and Analysis of GaN HEMTs for RF Applications Using TCAD and Experimental Data},
author = {Tanjim Rahman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11849},
year = {2025}
}
备注
5 pages, 7 figures