Міністерство освіти и науки молоді та спорту України
Харківський Національний Університет имени В.Н. Каразіна
Радіофізічній факультет
Кафедра ФІЗИЧНОЇ и біомедічної електроніки та комплексних ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Звіт з переддіпломної практики
СУБМІКРОННІ Польові транзисторах Зх БАР ЄРОМ ШОТТКІ
Науковий керівник
к.ф.-м. н., с.н.с.
О. В. Боцула
Автор
студент групи РР-43
Я.О. Каднічанській
Харків 2012
ЗМІСТ
ВСТУП
. ЕЛЕКТРОННИЙ ТРАНСПОРТ У НАПІВПРОВІДНИКАХ
.1 Сплеск в часі дрейфовой швидкості насичення при впливі електричного поля
.2 Сплеск дрейфовой швидкості в коротких структурах
.3 Балістичний транспорт в напівпровідниках і субмікронних приладах
.4 Методи математичного моделювання кінетичних процесів
.5 Польовий транзистор з бар'єром Шотткі
. ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ субмікронний СТРУКТУР
.1 Загальна процедура моделювання
.1.1 Модель зони провідності і механізми розсіювання
.1.2 Завдання початкових умов
.1.3 Рух частинки в зовнішньому полі та визначення часу вільного пробігу
.1.4 Закони збереження та правила відбору при розсіянні
.1.5 Визначення стану частинки після розсіювання
.1.6 Визначення ймовірності розсіювання і кінцевого стану
.2 Обчислення розподілу потенціалу та електричного поля
.3 Електронний транспорт в субмікронних транзисторі з бар'єром Шотткі
ВИСНОВКИ
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП
Характерні розміри сучасних напівпровідникових приладів можуть бути значно менше 1 мкм. У таких умовах довжина приладу може стати порівнянною з середньою довжиною вільного пробігу носіїв у напівпровіднику, а час прольоту може виявитися приблизно рівним або менше середнього часу релаксації. Як зазначалося в роботі, в таких умовах не встигає встановитися рівноважний розподіл, і середня дрейфова швидкість електронів в активній області приладу може значно перевищувати значення насиченою або навіть максимальної швидкості в довгих зразках. Це збільшення швидкості за рахунок нестаціонарних ефектів отримало назву В«ефекту сплеску швидкостіВ». У граничному випадку, коли можна повністю знехтувати зіткненнями електронів з гратковий фононами і домішками, перенесення електронів був названий В«балістичнимВ». Завдяки можливому поліпшенню характеристик приладів за рахунок високих швидкостей електронів в приладах малого розміру ця область привернула особливу увагу дослідників. p align="justify"> Електронний перенесення в коротких приладових структурах дуже складний.
У справжній роботі він досліджується в субмікронних польових транзисторах з бар'єром Шоттки (ПТШ). Найбільш широке застосування на НВЧ знаходять ПТШ на арсеніді галію, який має високу рухливість електронів. Кращі зразки польових транзисторів з арсеніду галію характеризуються коефіцієнтом шуму, 0,5 - 1,4 дБ на частотах 0,5 - 18ГГц і 5-6 дБ на частотах міліметрового діапазону і вище. br/>
1. ЕЛЕКТРОННИЙ ТРАНСПОРТ У НАПІВПРОВІДНИКАХ
.1 Сплеск в часі дрейфовой швидкості насичення при впливі електричного поля
Будемо прикладати до напівпровідника електричне поле у ​​вигляді імпульсу з крутим переднім фронтом. Завдання полягає в тому, щоб відрізок часу, на якому діє поле, був коротший часу між зіткненнями. Отже, протягом цього відрізку часу електрон буде розганятися без зіткнень до величини дрейфовой швидкості, яка визначається звичайною формулою для (1.1.6), де тільки час релаксації буде замінено на відрізок часу - тривалість імпульсу прикладеної напруги:
, (1.1.1)
Виходячи з цих простих міркувань можна очікувати, що в досить сильних електричних полях швидкість досягне величин, значно більших, ніж у випадку впливу більш протяжного в часі стаціонарного електричного поля, коли включаються механізми розсіювання, що зменшують швидкість.
Для визначення оптимальної протяжності в часі прикладається до зразка (каналу транзистора) імпульсу поля проводять дослідження, використовуючи сходинки напруги з ідеально різким фронтом.
На рис. 1.1 наведені розраховані за методом Монте-Карло залежності дрейфовой швидкості в Si для температури 293 і 77 К; на вставці зображена залежність напруженості електричного поля (Е = 10 кВ/см) від часу. Крім того, показано зміну середньої енергії електронів. Видно, що зміна дрейфовой швидкості в часі для таких умов характеризується початковим сплеском (overs...
