中文引用格式： 李世權，蔡利康，林罡，等. 基于緩變復合溝道的高線性GaN HEMT仿真研究[J]. 電子技術應用，2026，52(1)：43-47.
英文引用格式： Li Shiquan，Cai Likang，Lin Gang，et al. Simulation study on high-linearity GaN HEMT featuring graded-composition composite channel[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(1)：43-47.
引言
GaN基高電子遷移率晶體管(GaN HEMT)具有較高的功率密度和工作頻率，可以在保持高性能的同時，降低功耗，提高能源利用效率，有助于實現綠色通信和可持續發展[1]。然而傳統的GaN HEMT存在嚴重的非線性問題，跨導在較高漏極電流下迅速降低，并且漏壓越大，該現象越明顯，導致器件線性度比理論情況低。GaN HEMT非線性的成因一方面是由于器件的源串聯電阻會隨著漏極電流增大出現非線性增大，導致器件跨導減小[2]，另一方面是因為高柵壓下溝道電子濃度升高，受到的光學支聲子散射增加，導致電子遷移率和飽和速率下降[3-4]。
為了從器件結構和材料方面提高GaN HEMT的線性度，目前已經形成了多條技術路線，利用極化摻雜效應AlGaN組分緩變溝道中產生呈三維分布的自由電子[5-7]、金屬-絕緣體-半導體（MIS）結構 HEMT[8]，多閾值耦合器件[9]、雙溝道器件[10-11]、使用InGaN作為溝道材料的器件[12]、改善勢壘層結構[13]以及Fin HEMT[14]等，但最終都是要落實于調節柵控、增大載流子遷移率和飽和速率。
硅基射頻技術的發展已經證明了基于TCAD的協同設計方法在復雜器件架構工程中的優勢[15]，在GaN基器件設計中同樣可以大大節省器件設計時間并優化器件性能[16]，最終降低成本和開發時間。
基于以上，提出并采用Silvaco TCAD仿真軟件仿真了一種基于緩變組分AlGaN和InGaN復合溝道的高線性GaN HEMT。該結構具有由緩變組分AlGaN層和InGaN層組成的復合溝道，在準三維分布電子氣下形成次溝道，該結構下電子呈三維電子氣和二維電子氣雙溝道分布，增大電子飽和速率，展寬跨導分布，從而提高器件線性度。
本文詳細內容請下載：
http://m.tom3567.com/resource/share/2000006911
作者信息：
李世權，蔡利康，林罡，章軍云
（南京電子器件研究所，江蘇 南京 210016）
