Изотипные гетероструктуры n-AlGaAs/n-GaAs, оптимизированные для эффективной межзонной излучательной рекомбинации при накачке электрическим током

Проведен анализ транспорта носителей заряда при накачке током изотипной AlGaAs/GaAs-гетероструктуры, оптимизированной для эффективной межзонной излучательной рекомбинации. Для анализа особенностей транспорта носителей заряда использовались модели: дрейф-диффузионная, дрейф-диффузионная с полевой зависимостью подвижности, а также энергетического баланса. Показано, что при низких токах уровень излучательной рекомбинации в активной области выше в модели энергетического баланса из-за более эффективного накопления носителей, генерируемых посредством ударной ионизации. Это объясняется наличием на гетерогранице эффекта "velocity overshoot", возникающего из-за резкого изменения концентрации электронов и электрического поля на гетеропереходе, тогда как в дрейф-диффузионном приближении скорость дрейфа в данной области равна насыщенной, и наблюдается снижение потенциального барьера из-за накопления большой концентрации электронов вблизи гетероперехода. При токах >40 А уровень излучательной рекомбинации в активной области выше в дрейф-диффузионнном приближении, что объясняется более высокими значениями напряженности поля и темпа ударной ионизации в слое с доменом электрического поля. Продемонстрировано увеличение тока излучательной рекомбинации в активной области более чем на 50% до 13.5 А (при токе накачки 100 А) и максимальной внутренней квантовой эффективности до 16% (при токе 40 А) при уменьшении толщины слоя накопления неравновесных носителей заряда до 100 нм. Ключевые слова: гетероструктуры, изотипные структуры, ударная ионизация, модель энергетического баланса, излучательная рекомбинация.

Локализация электронов верхних долин в узкозонном канале --- возможный дополнительный механизм увеличения тока в DA-DpHEMT

The theoretical estimation of the effect of electron localization in the upper valleys in the narrow-band channel of transistor heterostructures AlxGa1–xAs-GaAs with two-sided doping on the value оf drift velocity overshoot is carried out. It is shown that for transistor heterostructures with donor-acceptor doping, in which the proportion of electrons transferred from the narrow-band channel to the wide-band material is less than in conventional structures, in some cases, the drift velocity increase can reach 15 % due to the localization of electrons in the upper valleys in the narrow-band channel. The studied effect can be an additional mechanism for increasing the current in transistors based on heterostructures with donor-acceptor doping.

Ensemble Monte Carlo analysis of subpicosecond transient electron transport in cubic and hexagonal silicon carbide for high power SiC-MESFET devices

In a comparative framework, an ensemble Monte Carlo was used to elaborate the electron transport characteristics in two different silicon carbide (SiC) polytypes 3C-SiC and 4H-SiC. The simulation was performed using three-valley band structure model. These valleys are spherical and nonparabolic. The aim of this work is to forward the trajectory of 20,000 electrons under high-flied (from 50 kV to 600 kV) and high-temperature (from 200 K to 700 K). We note that this model has already been used in other studies of many Zincblende or Wurtzite semiconductors. The obtained results, compared with results found in many previous studies, show a notable drift velocity overshoot. This last appears in subpicoseconds transient regime and this overshoot is directly attached to the applied electric field and lattice temperature.