以強電磁脈沖為典型代表的復雜電磁環(huán)境對雷達前端關(guān)鍵模塊與器件的可靠性不斷構(gòu)成威脅。本文對雷達前端電路中低噪聲放大器的關(guān)鍵器件——GaAs HEMT進行了強電磁脈沖效應(yīng)仿真研究與試驗驗證。利用仿真軟件構(gòu)建了GaAs HEMT的二維熱電模型,并對器件柵極注入強電磁脈沖的情況進行了仿真,研究發(fā)現(xiàn),該注入條件下器件內(nèi)部峰值溫度呈現(xiàn)周期性的上升-下降-上升-下降趨勢,最終達到GaAs的熔點溫度,導致器件燒毀,燒毀位置在柵極下方偏向源極的位置。通過對低噪聲放大器芯片進行注入實驗和剖片分析,在TEM顯微鏡下觀察到GaAs HEMT器件柵極下方靠近源極的區(qū)域有明顯燒毀,與仿真結(jié)果相符。通過對仿真數(shù)據(jù)的處理和擬合,總結(jié)了器件燒毀功率閾值和能量閾值與注入微波脈寬的關(guān)系,得出器件燒毀的功率閾值隨著脈寬的增大而減小,能量閾值隨著脈寬的增大而增大,與經(jīng)驗公式相符。 

【文章來源】：航空兵器. 2020,27(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

Ga As HEMT器件結(jié)構(gòu)示意圖

利用半導體仿真軟件Sentaurus-TCAD建立了與圖1結(jié)構(gòu)相同的0.15 μm HEMT器件結(jié)構(gòu)圖, 如圖2所示。 器件豎直方向的尺寸從上到下分別為50 nm Si3N4鈍化層, 30 nm GaAs 帽層, 34.5 nm AlGaAs阻擋層, 10 nm InGaAs溝道。 橫向的尺寸分別為0.05 μm的源極(漏極和源極為左右對稱結(jié)構(gòu)), 0.15 μm的柵極。 器件的摻雜從圖2中可以看出。1.2 器件物理模型

為了驗證仿真模型可以正常工作, 分別對器件的開啟特性曲線和輸出特性曲線進行了仿真。 漏極電壓為恒定2.5 V時, 對器件進行開啟特性的仿真, 如圖3所示。從圖3中可以看出, 器件為典型的耗盡型HEMT器件, 對器件的開啟特性曲線進行反向延長, 與橫軸的交點可以得到器件的開啟電壓Vgsoff約為-1.4 V。

【參考文獻】：
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本文編號：3140383