ДОСЛІДЖЕННЯ ІМПУЛЬСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АРСЕНІДУ ІНДІЯ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.64(2).2022.269962Ключові слова:
арсенід індію, дрейфова швидкість, імпульсні властивості, метод релаксаційних рівняньАнотація
Перспективним матеріалом при створенні високоефективних електронних та оптоелектронних приладів є арсенід індію. Високий рівень дослідженості властивостей InAs дозволить прогнозувати потенційні можливості його застосування, а також багатокомпонентних напівпровідників на його основі. Актуальною є задача дослідження властивостей InAs у режимі сильного електричного поля. У науково-технічних джерелах слабо представлені дані щодо імпульсних властивостей арсеніду індію в режимі сильного електричного поля. Метою роботи є дослідження поле-швидкістної залежності у імпульсному режимі сильного електричного поля та аналіз реакції на зміну його амплітуди, тривалості, фронту.
Методом релаксаційних рівнянь проведено аналіз поле-швидкісної характеристики в режимі сильного електричного поля. У статичному режимі сильного поля максимальне значення дрейфової швидкості становило 3·105м/с (при амплітуді поля 2 кВ/см), на ділянці насичення – 0.9·105 м/с.
Аналіз поле-швидкісної залежності при імпульсному режимі сильного електричного поля показав: зі збільшенням амплітуди поля максимальне значення дрейфової швидкості зростає, тривалість «сплеску» скорочується. Полям 5 – 30 кВ/см відповідає зростання максимального значення швидкості у 2.7 – 8 разів. Просторовий розподіл дрейфової швидкості дав оцінку середньої дрейфової швидкості і відстані, що проходять носії заряду при різних значеннях поля.
Збільшення тривалості фронту імпульсу поля викликало запізнення перехідних процесів. При 12 кВ/см < Е додатково відбувається зменшення максимальної швидкості.
Тривалість імпульсу сильного електричного поля істотно впливає тільки при значеннях, менших часу формування максимуму дрейфової швидкості. Такі значення тривалості імпульсу призводять до зниження швидкості дрейфу та релаксаційних процесів.
Порівняння поле-швидкісних залежностей в імпульсному режимі сильного поля показало: максимальне значення дрейфової швидкості електронів InAs перевищує відповідні значення: GaAs, InP – у кілька разів; GaN – на порядок. Тривалість «сплеску» дрейфової швидкості для InAs дещо вища, ніж у GaAs, InP, GaN. Проведено оцінку верхніх граничних частот матеріалу, таких, що можуть досягати сотень гігагерц.
Посилання
Ioffe Physico-Technical Institute, "New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties":
http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/InAs/
I. Vurgaftman, J. R. Meyer, L. R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys., vol. 89, no. 11, pp. 5815−5875, 2001
N.V. Zotova, N.D. Il.inskaya, B.A. Matveev, S.A. Karandashov, M.A. Remennyi, N.M. Stus’, «Spontaneous emitters based on indium arsenide», Fizika i tehnika poluprovodnikov), vol. 42, no. 6, pp. 641−657, 2008 (in Russian)
T. Saurova, E. Semenovskaya, O. Shevchuk, «Research of the drift mobility of electrons in arsenide india», BULLETIN of Kyiv Polytechnic Institute. Series INSTRUMENT MAKING, vol. 58, no. 2, pp. 41−47, 2019 (In Ukrainian) DOI:10.20535/1970.58(2).2019.189478
Adachi Sadao, Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors, West Sussex, United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2009, 400 p. DOI: 10.1002/9780470744383
J. Chu, R.P. Devaty, E.C. Fernandes da Silva, J. Gutowski, B. Hönerlage, F. Matsukura, K. Sebald, T. Voss. Semiconductors New Data and Updates for III-V, II-VI and I-VII Compounds , Berlin : Springer-Verlag, 2010, 502 p. DOI:10.1007/978-3-540-92140-0
V.A. Moskaliuk, V.I. Timofeyev, A.V. Fedyay, High-Speed Electronics Devices, Kyiv: NTUU «KPI», 2014, 528 p. (In Ukrainian)
I. Baida, V. Moskaliuk, «Alloy scattering relaxation time simulation», International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), Odessa, Ukraine, September 11-15, 2017 DOI: 10.1109/UkrMiCo.2017.8095398
T. Saurova, D. Kuzmenko, «Research of impulse properties of indum phosphide», BULLETIN of Kyiv Polytechnic Institute. Series INSTRUMENT MAKING, vol. 54(2), pp. 49–52, 2017 DOI: 10.20535/1970.54(2).2017.119530
K. Kulikov, V. Moskaliuk, V. Timofeyev, «Modeling the Dynamic Properties of III-Nitrides in Strong Electric Fields», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol.1, no. 5 (109), рр. 37–52, 2021. DOI: 10.15587/1729-4061.2021.225733
T. Saurova, V. Bors, «Properties of the aluminum-gallium arsenide in the pulsed electric field mode», BULLETIN of Kyiv Polytechnic Institute. Series INSTRUMENT MAKING, vol. 57(1), pp. 49−55, 2019 (In Ukrainian). DOI: 10.20535/1970.57(1).2019.172023
E. Caruso, A. Pin, P. Palestri, L. Selmi, «On the electron velocity-field relation in ultra-thin films of III–V compound semiconductors for advanced CMOS technology nodes», Joint International EUROSOI Workshop and International Conference on Ultimate Integration on Silicon (EUROSOI–ULIS), Athens, Greece, April 3-5, pp. 124–128, 2017 DOI : 10.1109/ULIS.2017.7962587
К. Kulikov, «Drift velocity «overshoot» of carriers in gallium nitride», scientific and technical collection “Electronics and Communications” (ISSN 1811-4512), thematic issue "Electronics and Nanotechnologies", part 2, 2009, pp. 28–31 (in Russian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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.
