ВЛАСТИВОСТІ АРСЕНІДУ АЛЮМІНІЮ-ГАЛІЮ В ІМПУЛЬСНОМУ РЕЖИМІ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.57(1).2019.172023Ключові слова:
арсенід алюмінію-галію, AlGaAs, імпульсні властивості, ефект «сплеску» дрейфової швидкостіАнотація
При розробці сучасних напівпровідникових пристроїв використовують багатокомпонентні напівпровідники, серед яких є потрійна сполука матеріалів групи − арсенід алюмінію-галію AlxGa1-xAs. Для AlxGa1-xAs досліджено транспортні властивості у високих електричних полях. Однією з проблем є недостатня вивченість транспортних властивостей носіїв заряду в імпульсному режимі електричного поля.
Метою статті є теоретичне дослідження дрейфових процесів в арсеніді алюмінію-галію AlxGa1-xAs (при х = 0.225) в імпульсному режимі електричного поля.
Моделювання проведено на основі релаксаційних рівнянь збереження імпульсу, енергії та концентрації. Використовуючи дводолинну ГL-модель, розрахунки проведені для кожної долини окремо і усереднені з урахуванням їх заселеності. Досліджено найбільш типові механізми розсіювання електронів в арсеніді алюмінію-галію: домішкові (на нейтральних атомах і іонах домішки) і фононні (акустичні, оптичні та міждолинні). Проаналізовано температурну залежність швидкості розсіювання імпульсу та розраховано рухливість електронів. Показано, що результат моделювання рухливісті добре узгоджується з експериментом.
Досліджено ефект «сплеску» дрейфової швидкості носіїв заряду. Для Al0.225Ga0.775As проведено чисельний експеримент щодо впливу параметрів імпульсу електричного поля (амплітуди напруженості поля, тривалості імпульсу і величини фронту) на дрейфову швидкість електронів. Показано, що стрибкоподібна зміна напруженості електричного поля призводить до короткотривалого збільшення швидкості дрейфу порівняно зі значенням у стаціонарному режимі поля. Більший амплітуді стрибкоподібної зміни поля відповідає збільшення максимального значення дрейфової швидкості. Однак це супроводжується скороченням часу, протягом якого спостерігається ефект "сплеску". Тривалість імпульсу електричного поля не впливає на пікове значення швидкості дрейфу. Збільшення тривалості фронту імпульса напруженості електричного поля призводить до суттєвого зменшення дрейфової швидкості.
Проведено порівняння пікових значень швидкості дрейфу та довжини «балістичного руху» електронів в Al0.225Ga0.775As та арсеніді галію GaAs.
Посилання
A. K. Saxena, J. Phys. С., vol. 13, no. 23, pp. 4323-4334, 1980.
W. C. Liu, J. Material Sci., vol. 25, no. 3, pp. 1765-1772, 1990.
D. C. Look, D. K. Lorance, J. R. Sizelove, C. E. Stutz, K. R. Evans, D. W. Whitson, J. Appl. Phys., vol. 71, no.1, pp. 260-266, 1992.
K. Brennan, K. Hess, J. Appl. Phys., vol. 59, no. 3, pp. 964-966, 1986.
G. Hill and P.N. Robson, J. de Physique, 42, Colloque no.7, Suppl. au no. 10, pp. C7-335 - C7-341, 1981
S. Hava, M. Auslender, J. Appl. Phys., vol. 73 , no. 11, pp. 7431-7434, 1993.
D. Lippens, O. Vanbesien, in GaAs and Related Compounds (Inst. of Phys., Bristol and Philadelphia, Ser. 91), pp. 757-760, 1987.
V. O. Moskalyuk, Fizyka elektronnykh protsesiv. Dynamichni protsesy. Kyyiv, Ukrayina: Politekhnika, 2004. [in Ukrainian]
V. O. Moskalyuk, V. I. Tymofyeyev ta A. V. Fedyay, Nadshvydkodiyuchi prylady elektroniky. Kyyiv, Ukrayina: NTUU «KPI», 2014. [in Ukrainian]
U. V. Bhapkar and M. S. Shur, “Monte Carlo calculation of velocity-field characteristics of wurtzite GaN”, J. Appl. Phys., vol. 82, no. 4, 1649-1655, 1997.
T. Saurova and D. Kuzmenko, "IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (Elnano). CONFERENCE PROCEEDINGS," Research of the AlGaAs impulse properties, Kyiv, Ukraine, April 24-26, 2018.
Ioffe Physico-Technical Institute, "New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties": http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/AlGaAs
А. К. Saxena, Phys. Rev., vol. B24, no. 6, pp. 3295-3302, 1981.
S. Hava and M. Auslender, J. Appl. Phys., vol. 73, no. 11, pp. 7431-7434, 1993.
M. Shur, Sovremennyye pribory na osnove arsenida galliya. Moskva, Rossiya: Mir, 1991.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
