本文關(guān)鍵詞： 高功率微波 高電子遷移率晶體管 損傷機(jī)理 漏極 失效分析　出處：《中國空間科學(xué)技術(shù)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對典型GaAs高電子遷移率晶體管(HEMT)低噪聲放大器,利用半導(dǎo)體仿真軟件Sentaurus-TCAD建立了HEMT低噪聲放大器二維電熱模型,考慮高電場下的載流子遷移率退化和載流子雪崩產(chǎn)生效應(yīng),分析了由漏極注入高功率微波(HPM)情況下器件內(nèi)部的瞬態(tài)響應(yīng),通過分析器件內(nèi)部電場強(qiáng)度、電流密度、溫度分布隨信號作用時間的變化,研究了其損傷效應(yīng)與機(jī)理。研究結(jié)果表明,當(dāng)漏極注入幅值17.5V、頻率為14.9GHz的微波信號后,峰值溫度隨信號作用時間的變化呈現(xiàn)周期性"增加—減小—增加"的規(guī)律。在正半周期降溫,在負(fù)半周期升溫,總體呈上升趨勢,正半周電場峰值主要出現(xiàn)在漏極,負(fù)半周電場峰值主要出現(xiàn)在柵極靠漏側(cè),端電流在第二周期之后出現(xiàn)明顯的雙峰現(xiàn)象。由于熱積累效應(yīng),柵極下方靠漏側(cè)是最先發(fā)生熔融燒毀的部位,嚴(yán)重影響了器件的可靠性,而漏極串聯(lián)電阻可以有效提高器件抗微波損傷能力。最后,對微波信號損傷的HEMT進(jìn)行表面形貌失效分析,表明仿真與試驗結(jié)果基本相符。
[Abstract]:For typical GaAs low noise amplifier with high electron mobility transistor, a two-dimensional electrothermal model of HEMT low noise amplifier is established by using semiconductor simulation software Sentaurus-TCAD. The degradation of carrier mobility and the avalanche effect of carrier avalanche are considered. The transient response of the device in the case of high power microwave (HPM) injected by drain electrode is analyzed. By analyzing the variation of the electric field intensity, current density and temperature distribution with the time of the signal action, the internal electric field intensity, current density and temperature distribution of the device are analyzed. The damage effect and mechanism are studied. The results show that when the amplitude of drain injection is 17.5 V and the frequency is 14.9 GHz, The change of peak temperature with the signal action time shows the law of "increase-decrease-increase" periodically. The peak value of positive half cycle electric field mainly appears in the drain pole when the temperature decreases in the positive half period and the temperature increases in the negative half period. The peak value of the positive half cycle electric field mainly appears in the drain pole. The peak value of negative half-cycle electric field mainly appears at the leakage side of the gate, and the end current appears obvious bimodal phenomenon after the second cycle. Because of the heat accumulation effect, the leakage near the bottom of the gate is the first place where the melting and burning occurs. The reliability of the device is seriously affected, and the drain resistance can effectively improve the ability of the device to resist microwave damage. Finally, the surface morphology failure analysis of the microwave signal damaged HEMT shows that the simulation results are in good agreement with the experimental results.
【作者單位】： 中國空間技術(shù)研究院西安分院;
【分類號】：TN386

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1532290