强激光与粒子束, 2006, 18 (4): 680, 网络出版: 2006-10-19  

1维亚微米弹道二极管在不同外加电压脉冲下的数值模拟

Transient numerical simulations of one dimensional ballistic diode under different voltages
作者单位
清华大学,电子工程系,北京,100084
摘要
以适合亚微米器件的流体动力学模型为基础,建立了1维数值模拟程序,程序中采用耦合牛顿法求解非线性方程组.应用该程序对亚微米1维弹道二极管进行了瞬态数值模拟,分析了外加低电压和高电压脉冲情况下的电场强度、载流子浓度、载流子温度等参数的变化情况.低电压脉冲下的结果与文献一致;对于文献中并未开展的高电压脉冲下的模拟,得到了器件处于非正常工作状态的各参数分布曲线,并尝试用二次击穿理论对结果进行分析.结果显示:随着外电压的升高,载流子的碰撞电离将导致少子空穴浓度急剧增大,并达到与电子浓度相同的量级,这时在器件分析中空穴方程已不能省略,并且载流子浓度将取代掺杂浓度控制电势分布,并进而影响电场及电流密度,涌极附近电场将增强,电流密度也将迅速增加.结论可为研究瞬态电磁脉冲对2维器件的损伤效应提供参考.
Abstract
参考文献

[1] Orvis W J,Khanaka G H,Yee J H.A review of the physics and response models for burnout of semiconductor devices[R].UCRL-53573,1984.

[2] Grasser T,Tang T,Kosina H,et al.A review of hydrodynamic and energy-transport models for semiconductor device simulation[J].Proceedings of the IEEE,2003,91(2):251-274.

[3] Apanovich Y,Lyumkis E,Polsky B,et al.Steady-state and transient analysis of submicron devices using energy balance and simplified hydrodynamic models[J].IEEE Trans Computer-Aided Design,1994,13(6):702-711.

[4] MINIMOS NT device and circuit simulator[P].(release 2.0) Institute for Microelectronics,Tu Vienna,2002:83.

[5] Siegfried S,Wilfried H,Marden S,et al.The evolution of the MINIMOS mobility model[J].Solid-State Electronics,1990,33(11):1425-1436.

[6] 张义门,任建民.半导体器件计算机模拟[M].北京:电子工业出版社,1991.(Zhang Y M,Ren J M.Computer simulation of semiconductor devices.Beijing:Publishing House of Electronic Industry,1991.

[7] Quade W,Scholl E,Rudan M.Hydrodynamic simulation of impact-ionization effects in p-n junctions[J].IEEE Trans Computer-aided Design,1991,10(10):1287-1294.

[8] Gardner C L.Numerical simulation of a steady-state electron shock wave in a submicrometer semiconductor device[J].IEEE Trans Electron Devices,1991,38(2):392-398.

[9] Choi W S,Ahn J G,Park Y J,et al.A time dependent hydrodynamic device simulator SNU-2D with new discretization scheme and algorithm[J].IEEE Trans Computer-Aided Design,1994,13(7):899-907.

[10] Rosenberg D U.Methods for the numerical solution of partial differential equations[M].New York:American Elsevier,1969.
崭迦掌冢 005年9月12日

刘烨, 王蔷. 1维亚微米弹道二极管在不同外加电压脉冲下的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18(4): 680. 刘烨, 王蔷. Transient numerical simulations of one dimensional ballistic diode under different voltages[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18(4): 680.

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!