HELENA (Hemt ELEctrical properties and Noise Analysis) ist ein quasi-zweidimensionales Simulationsprogramm für konventionelle und DH-HFETs auf GaAs- oder InP-Basis. HELENA wurde an der Université des Sciences et Téchniques in Lille/Frankreich von H. HAPPY et al. [60, 61] entwickelt. Der zugrunde liegende Algorithmus berücksichtigt eine selbstkonsistente Lösung der SCHRÖDINGER- und POISSON-Gleichungen, die jedoch nur in Tabellenform implementiert ist und nicht während der Simulation berechnet wird [8]. Alle implementierten Gleichungen werden zunächst wie in dem eindimensionalen Simulator SPS senkrecht zur Oberfläche gelöst. Im Gegensatz zu SPS wird jedoch das Bauelement nicht nur entlang einer Linie betrachtet, sondern es wird in mehrere parallele Schnitte zerlegt und diese eindimensionalen Lösungen durch Übergangsbedingungen miteinander verknüpft. HELENA simuliert also nicht wirklich zweidimensional, sondern nur quasi-zweidimensional. Simuliert werden das Ladungskontrollverhalten, die DC Charakteristik (Ausgangskennlinienfeld), die AC-Charakteristiken (Kleinsignal-Ersatzschaltbild-Parameter), sowie das Rauschverhalten (inklusive S-Parameter) [25].
HELENA wurde im Rahmen dieser Arbeit durch den Vergleich von Simulationsergebnissen mit Meßergebnissen intensiv getestet [38]. Es zeigte sich, daß HELENA für eine qualitative Bewertung von HFETs sehr gut einsetzbar ist und bei einfachen Bauelementen sogar quantitativ gute Ergebnisse liefert. Für die Bauelemententwicklung ist dieses Programm im derzeitigen Status nicht verwendbar, da kommerzielle Bauelemente bereits kompliziertere Schichtfolgen besitzen, als HELENA überhaupt verarbeiten kann. Der folgende Abschnitt gibt einen Überblick über typische Bauelementkennlinien und verdeutlicht die Grenzen des quasi-2D Programms HELENA.