砷化鎵金屬半場效電晶體二維數值分析

Abstract

我們成功發展出兩套模擬砷化鎵金半場效電晶體元件的程式，使得元件能在暫態及直 流特性上作模擬，所用模式是採古典漂移擴散方程式。在二維空間上，利用有限差分 法將非線性方程式作展開，可得一大矩陣方程式，並採取ICCG法解之。在似靜假設下 ，把重要的小信號參數粹取出來。我們比較兩個不同閘極長度元件能提供較大電流， 二則它比一微米元件少移走或者少補充多餘的可動載子，而在直流分析上，半微米元 件的飽和和電流僅比一微米元件大了一些，然可半微米元件的單一電流增益截止頻率 卻比一微米元件大了將近一倍，主要是因為閘極電容少了將近一倍之故。 除了比較不同閘極長度元件外，我們也模擬自行對準結構對元件特性的改善和N 型重 摻雜層相對於閘極位置的影響，並將自行對準元件和傳統元件作一比較。無論在直流 或暫態上，自行對準元件都優於傳統結構的元件，其原因乃N 型重摻雜層能減輕表面 電荷所造成的退化，並可降低源極和汲極電阻。從模擬結果看來，N 型重摻雜層和閘 極間的相對位置上，可試著找出最佳關係來。