InAs／AlSbHEMT 器件沟道是窄禁带宽度InAs材料，同时栅金属和InAlAs材料构成肖特基接触，器件在正常工作时，会产生明显的碰撞离化现象。而碰撞离化现象会增大器件的输出电导，产生较大的栅极漏电流，这些都会使得器件的性能变差。因此讨论器件的碰撞离化产生过程和对器件造成的影响很有必要。如前面所述，高能电子与晶格原子碰撞损失了能量，价带中电子得到能量被激发到导带，同时产生一个空穴。当半导体耗尽区（比如大反偏电压作用于P-N 结二极管或者肖特基二极管）施加强电场时，被激发出来的电子空穴对经过这个区域时，在强电场作用下产生加速。同时，激发出来电子空穴对和晶格继续发生碰撞，产生电流增大。

在构建的器件模型中加入碰撞离化模型，InAs沟道材料采用VanOverstraeten-deMan碰撞电离模型，其他材料没有采用碰撞电离模型，因为其他材料的禁带宽度比InAs材料大，发生碰撞离化效应现象要很弱。在仿真中加了碰撞离化模型后得到如图3.10 显示的InAs／AlSb HEMT 输出特性。图3.10中原点输出曲线代表加入碰撞离化模型之后的器件，光滑的输出特性曲线代表仿真器件中没有加入碰撞离化模型。在图中看到，加入碰撞离化模型后，器件在较低的漏源电压情况下，输出特性曲线和没有添加碰撞离化模型的输出曲线基本是一样的，这说明在较低的栅漏电压下，器件发生碰撞离化现象不显著。而随着漏源电压逐渐增大，添加碰撞离化模型的器件输出电压有明显的上升趋势，这也恰好说明了随着漏端电压的增大，电场也在逐渐增加，碰撞离化出的电子在较大电场下会发生加速碰撞，使得载流子变大，这样输出电流IDs会出现增大现象。

图3.10　有碰撞电离模型的InAs／AlSbHEMT 输出特性曲线

在图3.11中可以看到，从上到下，栅压VG从-0.5V 变化到-0.8V，输出特性曲线发生较大分离的点对应的源漏电压称为临界源漏电压Vds，c，图中看到，临界电压的值的值在逐渐减小。由于碰撞电离产生的电子空穴对与周围电场强弱有直接关系。高电场区域或者高电子温度区域产生载流子，通过碰撞离化效应产生载流子倍增。图3.12显示了产生的载流子，结果显示，沟道中碰撞离化率比大电场产生载流子要高。从图3.12 可以看到，源端发生空穴堆积，这是碰撞离化产生空穴聚集到源端。(www.daowen.com)

图3.11　临界源漏电压Vds，c随栅压的变化关系

图3.12　器件碰撞离化图（栅电压VG是-0.8V，漏源电压VDS 是0.6V）