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高线性度AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN高电子迁移率晶体管优化设计

程知群 周肖鹏 胡莎 周伟坚 张胜

高线性度AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN高电子迁移率晶体管优化设计

程知群, 周肖鹏, 胡莎, 周伟坚, 张胜
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-04-02
  • 修回日期:  2009-06-23
  • 刊出日期:  2010-02-15

高线性度AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN高电子迁移率晶体管优化设计

  • 1. 杭州电子科技大学电子信息学院,射频电路与系统教育部重点实验室,杭州 310018
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60776052)和中国电子集团公司第五十五所国防科技重点实验室基金(批准号:9140C1402030803)资助的课题.

摘要: 对新型复合沟道AlxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)进行了优化设计.从半导体能带理论与量子阱理论出发,自洽求解了器件层结构参数对器件导带能级以及二维电子气(2DEG)中载流子浓度和横向电场的影响.用TCAD软件仿真得到了器件的层结构参数对器件性能的影响.结合理论分析和仿真结果确定了器件的最佳外延层结构Al0.31Ga0.69N/Al0.04Ga0.96N/GaN HEMT.对栅长1 μm,栅宽100 μm的器件仿真表明,器件的最大跨导为300 mS/mm,且在栅极电压-2—1 V的宽范围内跨导变化很小,表明器件具有较好的线性度;器件的最大电流密度为1300 mA/mm,特征频率为11.5 GHz,最大振荡频率为32.5 GHz.

English Abstract

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