氮化镓高电子迁移率晶体管界面陷阱效应的直流特性建模研究

来自école Polytechnique Fédérale de Lausanne的研究团队针对GaN HEMTs器件中界面陷阱导致的性能退化问题，开发了基于物理的电荷分析模型。该创新性工作采用连续态密度分布替代传统离散能级方法，准确模拟了AlGaN/GaN异质结器件中阈值电压漂移和I-V特性变化，为实际器件可靠性建模提供了重要工具。研究成果通过TCAD仿真和实验数据双重验证。

　　

这项突破性研究构建了氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)的电荷分析模型，创新性地采用连续态密度分布描述界面陷阱效应。不同于传统离散能级方法，该模型通过指数尾函数精确刻画了氮化镓禁带上半部分的陷阱态分布。基于école Polytechnique Fédérale de Lausanne的HEMT核心模型，研究团队成功预测了界面陷阱导致的阈值电压偏移、亚阈值特性退化等关键参数变化。

通过技术计算机辅助设计(TCAD)仿真与AlGaN/GaN实际器件实验数据的对比验证，该模型展现出优异的准确性。研究不仅准确复现了转移特性和输出特性曲线，更为重要的是建立了界面陷阱与器件性能退化的定量关系。这项工作为开发考虑界面陷阱效应的紧凑型器件模型奠定了重要基础，对提升GaN基功率电子器件的可靠性设计具有指导意义。