[发明专利]场板型半导体器件的电容拟合方法

说明书

本发明揭示了一种场板型半导体器件的电容拟合方法，所述电容拟合方法包括：S1、基于第一函数Q(x)和第二函数Q'(x)对无场板作用下和有场板作用下的电荷量进行拟合；S2、基于第一函数Q(x)和/或第二函数Q'(x)对电容Cgd、Cgs、Cds对应的电荷量Qgd、Qgs、Qds进行拟合；S3、对电荷量Qgd、Qgs、Qds分别进行微分，得到电容Cgd、Cgs、Cds；S4、根据电容Cgd、Cgs、Cds得到输入电容Ciss、输出电容Coss及反馈电容Coss。本发明通过两个函数组合对电荷量进行非线性拟合，在此基础上拟合得到场板型半导体器件的电容随漏源电压的变化，拟合结果与实测结果吻合度较高，为电路设计、调试和验证提供了准确基础。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种场板型半导体器件的电容拟合方法。

背景技术

氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(HEMT)因氮化镓材料具有禁带宽度大、击穿电场强度大、载流子饱和迁移率高等优点，已被广泛应用于高温、高频、高压、大功率等电力电子器件领域。由于氮化镓器件的寄生电容较小，使其有较快的开关速度，目前市场上的氮化镓器件主要用在快充领域、汽车充电桩等其他领域上的应用也会越来越多。

对于应用开发来说，电路仿真可以模拟应用电路，贯穿了电路设计、调试和验证的整个过程，缩短了研发周期。仿真模型的重要性不言而喻，一个准确的电路级仿真模型可以得出比较精准的仿真结果，使得应用上更加有信心。

氮化镓器件的模型研究起始于二十世纪末，发展时间短，模型不够成熟，基本上都是套用已经成熟的硅基器件模型。然而由于氮化镓器件与硅器件工作原理的不同以及其特殊的场板结构的设计，其模型不同于传统的硅器件模型，须在原有模型的基础上进行改进。

GaN器件的模型根据建模方式分为查表模型、物理模型和经验模型，其中经验模型即为等效电路模型，根据器件的物理结构和电学特性，推导出等效电路的拓朴结构。从电路设计需求分析，等效电路模型是CAD仿真工具中最常用的氮化镓器件模型。目前等效电路模型有Curtice2/3模型、EEHEMT模型、Angelov模型、Tom模型等，其基本的拓扑结构如(图1)所示。当器件工作于大信号状态时，器件内部的元件值会随着偏置电压的变化而变化，与栅源电压、漏源电压的函数关系式十分复杂。模型的重点是对这些变化的元件进行非线性建模。以上所述的几种模型对电流的描述较为精确，但对电容随漏源电压的变化的拟合效果则略有不足，尤其是对于增加了场板以后的氮化镓器件，难以描述出场板对氮化镓器件电容的影响作用。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种场板型半导体器件的电容拟合方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种场板型半导体器件的电容拟合方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种场板型半导体器件的电容拟合方法，所述电容拟合方法包括：

S1、基于第一函数Q(x)和第二函数Q'(x)对无场板作用下和有场板作用下的电荷量进行拟合；

S2、基于第一函数Q(x)和/或第二函数Q'(x)对电容Cgd、Cgs、Cds对应的电荷量Qgd、Qgs、Qds进行拟合；

S3、对电荷量Qgd、Qgs、Qds分别进行微分，得到电容Cgd、Cgs、Cds；

S4、根据电容Cgd、Cgs、Cds得到输入电容Ciss、输出电容Coss及反馈电容Coss。

一实施例中，所述步骤S1中，第一函数Q(x)为以幂函数为基础的复合函数，第二函数Q'(x)为以双曲正切函数为基础的复合函数。

一实施例中，所述步骤S1中，第一函数Q(x)和第二函数Q'(x)的表达式为：