Регистрация / Вход
Прислать материал

Моделирование характеристик резонансно-туннельных диодов на основе GaAs/AlGaAs

Фамилия
Старостина
Имя
Надежда
Отчество
Вячеславовна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
ППЭ-13-2
Научный руководитель
инж.Барышников Ф.М.
Название тезиса
Моделирование характеристик резонансно-туннельных диодов на основе GaAs/AlGaAs
Тезис

Моделирование характеристик резонансно-туннельных диодов на основе GaAs/AlGaAs

Развитие радиоэлектронных систем телекоммуникации, связи и радиолокации  предполагает постоянное улучшение рабочих характеристик: уменьшение искажений сигналов, увеличение динамического диапазона, расширение полосы частот, а также снижение энергопотребления. Одним из путей достижения этого является использование полупроводниковых приборов, функционирующих на основе квантово-размерных эффектов, к которым относятся резонансно-туннельные диоды (РТД), принцип работы которых основан на квантово-механическом туннелировании электронов через потенциальный барьер, энергия которых совпадает с энергией квантованных уровней в потенциальной яме. На сегодняшний день значительный интерес к данным приборам вызван благодаря их работе при низком напряжениях питания, возможностям работы в терагерцовом диапазоне частот и наличию участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением на вольт-амперной характеристике.

Также, помимо постоянного улучшения характеристик радиоэлектронных систем, важным аспектом является снижение их стоимости, что частично обеспечивается снижением затрат на стадии разработки и проектирования. Для того, чтобы на данных стадиях не проводить дорогостоящие эксперименты, прибегают к методам приборно-технологического моделирования, суть которого состоит в том, что посредством программного пакета задаются параметры структуры (толщина слоев, уровни легирования, геометрия прибора), а на выходе программы получают электрофизические параметры материала, зонные диаграммы, распределение концентрации носителей заряда, распределение электрического потенциала, характеристики на постоянном токе и СВЧ параметры устройства.

Целью настоящей работы являлось моделирование характеристик резонансно-туннельных диодов на основе гетероструктур GaAs/AlGaAs в среде Silvaco TCAD. В ходе выполнения работы была создана модель GaAs/AlGaAs РТД и проведено моделирование вольт амперных характеристик РТД различных конструкций. Были получены и проанализированы зависимости основных параметров (ток пика, ток долины и отношение тока пика к току долины) от элементов конструкции (высота и ширина барьера, ширина потенциальной ямы, уровень легирования спейсера).