Динамика захвата носителей в GaN HEMT для приложений миллиметрового диапазона: измерительная характеризация и сравнение технологий

Эффекты захвата заряда представляют собой серьезную проблему при оценке характеристик и построении компактных моделей на основе измерений современных технологий на основе короткозатворных (то есть ≤0,15 мкм) транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) из нитрида галлия (GaN), предназначенных для приложений миллиметрового диапазона. В настоящей работе предложена комплексная экспериментальная методика, основанная на широкосигнальных переходных измерениях при различных смещениях, для характеризации динамики захвата заряда с учетом как механизмов захвата, так и механизмов высвобождения во всей области безопасной эксплуатации прибора (SOA). На основе полученного набора данных без дополнительных процедур извлекаются такие характеристики, как статические вольт-амперные характеристики (I–V), импульсные вольт-амперные характеристики (I–V) и постоянные времени процессов захвата, что позволяет разделить эффекты захвата и тепловые эффекты и сформировать полную основу для построения компактных моделей на основе измерений. Подход применен к различным современным коммерческим технологиям GaN HEMT, что позволило провести сравнительный анализ измеренных эффектов.