Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về điện dung oxit phân loại có hiệu quả và biến đổi chiều dài đối với các đặc tính tương tự, RF và công suất của MOS-HEMT Đối xứng Đầu kép U-DG
Tóm tắt
Phân tích so sánh về một thiết bị Transistor MOS-HEMT GaN/AlGaN Đầu kép Không chồng lên nhau (U-DG) với các điện dung hiệu dụng khác nhau bằng cách sử dụng các vật liệu oxit khác nhau ở phía nguồn và phía thoát, đồng thời xác định chiều dài tối ưu của oxit để đạt được hiệu suất thiết bị tốt nhất đã được trình bày trong công trình này. Bài báo này cho thấy một phân tích hiệu suất chi tiết của các Hệ số đáng chú ý Tương tự (FoMs) như biến thiên của Dòng thoát (IDS), Độ dẫn điện (gm), Điện trở ra (R0), Tăng cường nội tại (gmR0), cùng với các FoMs tần số vô tuyến (RF) như tần số cắt (fT), tần số dao động cực đại (fMAX), điện trở từ cổng đến nguồn (RGS), điện trở từ cổng đến thoát (RGD), điện dung từ cổng đến thoát (CGD), điện dung từ cổng đến nguồn (CGS) và điện dung cổng tổng cộng (CGG) bằng cách sử dụng phương pháp Không tĩnh trạng (NQS). Phân tích năng lượng bao gồm Công suất ra (Pout), Tăng cường trong dBm và hiệu suất năng lượng đầu ra (POE) đã được nghiên cứu. Các nghiên cứu cho thấy rằng thiết bị với vật liệu dielectrics cao hơn ở phía nguồn thể hiện hiệu suất vượt trội. Khi thay đổi tỷ lệ của hai loại oxit trong một lớp bằng cách thay đổi chiều dài, nhận thấy rằng khi tỷ lệ oxit tăng lên, thiết bị thể hiện các đặc tính Tương tự và RF mong muốn hơn, trong khi hiệu suất công suất tốt nhất đạt được từ thiết bị có chiều dài bằng nhau của HfO2 và SiO2.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Schwierz F (2008) The frequency limits of field-effect transistors: MOSFET vs. HEMT, Int. Conf. Solid-State Integr. Circuits Technol. Proceedings, ICSICT:1433–1436. https://doi.org/10.1109/ICSICT.2008.4734822
Husna F, Lachab M, Sultana M, Adivarahan V (2012) High-temperature performance of AlGaN / GaN MOSHEMT with SiO2 gate insulator fabricated. IEEE Trans Electron Devices 59(9):2424–2429
Mishra UK, Shen L, Kazior TE, Wu Y-F (2008) GaN-based RF power devices and amplifiers. Proc IEEE 96(2):287–305
Johnson EO (1965) Physical limitations on frequency and power parameters of transisotrs. IEEE SPECTRUM 2(3):49
Conwell E, Weisskopf VF (1949) Theory of impurity scattering in semiconductors. Phys Rev 77(3):388–390
Hartin O, Green B, Elliot E (2010) AlGaN/GaN HEMT TCAD simulation and model extraction for RF applications. IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (BCTM):232–236
Zhou X, Cheng Z, Hu S, Zhou W, Zhang S (2009) AlGaN/GaN HEMT device structure optimization design. 16th IEEE International Symposium on the Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits 339–343
Khan MA et al (2010) AlGaN/GaN metal–oxide–semiconductor heterostructure field-effect transistors on SiC substrates. Applied Physics Letters 77(9):1339–1341
Gupta S, Mishra SN, Jena K (2016) DC characteristic analysis of AlGaN / GaN HEMT and MOSHEMT,” in 2016 International Conference on Signal Processing, Communication, Power and Embedded System (SCOPES): 1–4
Jena TR, Kanjalochan, Swain R, Lenka (2015) Modeling and comparative analysis of DC characteristics of AlGaN/GaN HEMT and MOSHEMT devices. International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields 29(1):83–92. https://doi.org/10.1002/jnm.2048
Lenka TR, Panda AK (2011) Characteristics study of 2DEG transport properties of AlGaN/GaN and AlGaAs/GaAs-based HEMT. Semiconductors 45(5):650–656. https://doi.org/10.1134/s1063782611050198
Fletcher ASA, Nirmal D (2017) A survey of gallium nitride HEMT for RF and high power applications. Superlattice Microst 109:519–537
Pal S, Cantely KD, Ahmed SS, Lundstrom MS (2008). IEEE Trans. Electron. Devices 55(3):904
Tigletu FM, Khandelwal S, Fjeldly aT A, Iniguez B (2018). IEEE Trans Electron Devices 60(11):3764
Mondal A, Roy A, Mitra R, Kundu A Comparative Study of Variations in Gate Oxide Materials of a Novel Underlap DG MOS-HEMT for Analog/RF and High Power Applications. Silicon-Springer. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00316-0
Sarkar A, Jana R (2014) The influence of gate underlap on analog and RF performance of III-V heterostructure double gate MOSFET. Superlattice Microst 73:256–267. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2014.05.038
Colinge J (2004) Multiple-gate SOI MOSFETs 48:897–905. https://doi.org/10.1016/j.sse.2003.12.020
Khalil I, Liero A, Rudolph M, Lossy R, Heinrich W (2008) GaN HEMT potential for low-noise highly linear RF applications. IEEE Microwave and Wireless Components Letters 18:605–607
Lee F, Su LY, Huang J (2014) The effects of gate metals on the performance of p-GaN/AlGaN/GaN high electron mobility transistors, CS MANTECH 2014–2014 Int. Conf. Compd. Semicond. Manuf. Technol: 153–156
Sentaurus TCAD (2012) Industry-Standard Process and Device Simulators, Synopsys
Kundu A, Dasgupta A, Das R, Chakraborty S, Dutta A, Sarkar CK (Jun. 2016) Influence of Underlap on gate stack DG-MOSFET for analytical study of analog/RF performance. Superlattice Microst 94:60–73
Esseni D, Mastrapasqua M, Celler G K, Baumann F H, Fiegna C, Selmi L, and Sangiorgi E (2000) Low field mobility of ultra-thin SOI N-and P-MOSFETs: Measurements and implications on the performance of ultra-short MOSFETs. International Electron Devices Meeting 671–674
Arora ND, Hauser JR, Roulston DJ (1982) Electron and hole Mobilities in silicon as a function of concentration and temperature. IEEE Trans Electron Devices 29(2):292–295
Van Overstraeten R, De Man H (1970) Measurement of the ionization rates in diffused silicon p-n junctions. Solid State Electron 13(5):583–608
Kundu A, Koley K, Dutta A, Sarkar CK (2014) Microelectronics reliability impact of gate metal work-function engineering for enhancement of subthreshold analog / RF performance of underlap dual material gate DG-FET. Microelectron Reliab 54(12):2717–2722