Вышедшие номера
Изотипные гетероструктуры n-AlGaAs/n-GaAs, оптимизированные для эффективной межзонной излучательной рекомбинации при накачке электрическим током
Соболева О.С.1, Слипченко С.О.1, Пихтин Н.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: soboleva@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 января 2021 г.
В окончательной редакции: 18 января 2021 г.
Принята к печати: 18 января 2021 г.
Выставление онлайн: 11 февраля 2021 г.

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.
  1. G.W. Neudeck. Electron. Lett., 11 (17), 397 (1975)
  2. K. Hane, T. Suzuki. Jpn. J. Appl. Phys., 14 (12), 1961 (1975)
  3. J. Kostamovaara, S. Vainshtein. Breakdown phenomena in semiconductors and semiconductor devices (World Scientific, 2005) v. 36
  4. S.O. Slipchenko, A.A. Podoskin, O.S. Soboleva, N.A. Pikhtin, T.A. Bagaev, M.A. Ladugin, A.A. Marmalyuk, V.A. Simakov, I.S. Tarasov. J. Appl. Phys., 121 (5), 054502 (2017)
  5. S.O. Slipchenko, A.A. Podoskin, O.S. Soboleva, V.S. Yuferev, V.S. Golovin, P.S. Gavrina, D.N. Romanovich, I.V. Miroshnikov, N.A. Pikhtin. Semiconductors, 53 (6), 806 (2019)
  6. L. Mollard, G. Destefanis, G. Bourgeois, A. Ferron, N. Baier, O. Gravrand, J.P. Barnes, A.M. Papon, F. Milesi, A. Kerlain, L. Rubaldo. J. Electron. Mater., 40 (8), 1830 (2011)
  7. I.I. Izhnin, K. Mynbaev, A. Voitsekhovskii, S.N. Nesmelov, S.M. Dzyadukh, A. Korotaev, V.S. Varavin, A. Korotaev, V.S. Varavin, S.A. Dvoretsky, D. Marin, M.V. Yakushev, Z. Swiatek. Semicond. Sci. Techn., 35 (11), 115019 (2020)
  8. Y. Taniyasu, M. Kasu, T. iMakimoto. Nature, 441 (7091), 325 (2006)
  9. M.L. Nakarmi, N. Nepal, C. Ugolini, T.M. Altahtamouni, J.Y. Lin, H.X. Jiang. Appl. Phys. Lett., 89 (19), 152120 (2006)
  10. O.S. Soboleva, V.V. Zolotarev, V.S. Golovin, S.O. Slipchenko, N.A. Pikhtin. IEEE T. Electron Dev., 67 (11), 4977 (2020)
  11. X. Wang, P. Crump, H. Wenzel, A. Liero, T. Hoffmann, A. Pietrzak, C.M. Schultz, A. Klehr, A. Ginolas, S. Einfeldt, F. Bugge, G. Erbert, G. Trankle. IEEE J. Quant. Electron., 46 (5), 658 (2010)
  12. D.A. Veselov, V.A. Kapitonov, N.A. Pikhtin, A.V. Lyutetskiy, D.N. Nikolaev, S.O. Slipchenko, Z.N. Sokolova, V.V. Shamakhov, I.S. Shashkin, I.S. Tarasov. Quant. Electron., 44 (11), 993 (2014)
  13. S.O. Slipchenko, A.A. Podoskin, A.V. Rozhkov, N.A. Pikhtin, I.S. Tarasov, T.A. Bagaev, M.A. Ladugin, A.A. Marmalyuk, A.A. Padalitsa, V.A. Simakov. IEEE Phot. Techn. Lett., 27 (3), 307 (2015)
  14. V.S. Yuferev, A.A. Podoskin, O.S. Soboleva, N.A. Pikhtin, I.S. Tarasov, S.O. Slipchenko. IEEE Trans. Electron Dev., 62 (12), 4091 (2015)
  15. S.N. Vainshtein, V.S. Yuferev, J.T. Kostamovaara. Solid-State Electron., 47 (8), 1255 (2003)
  16. S.N. Vainshtein, G. Duan, V.S. Yuferev, V.E. Zemlyakov, V.I. Egorkin, N.A. Kalyuzhnyy, N.A. Maleev, A.Yu. Egorov, J.T. Kostamovaara. Appl. Phys. Lett., 115 (12), 123501 (2019)
  17. S. Selberherr. Analysis and Simulation of Semiconductor Devices (Wien, N. Y., Springer Verlag, 1984)
  18. O.S. Soboleva, V.S. Yuferev, A.A. Podoskin, N.A. Pikhtin, V.V. Zolotarev, V.S. Golovin, S.O. Slipchenko. IEEE Trans. Electron Dev., 67 (2), 438 (2020)
  19. T. Grasser, T.W. Tang, H. Kosina, S. Selberherr. Proc. IEEE, 91 (2), 251 (2003)
  20. R. Stratton. Phys. Rev., 126 (6), 2002 (1962)
  21. D.M. Caughey, R.E. Thomas. Proc. IEEE, 55 (12), 2192 (1967)
  22. B. Gonzalez, V. Palankovski, H. Kosina, A. Hernandez, S. Selberherr. Solid-State Electron., 43, 1791 (1999)
  23. Y. Apanovich, E. Lyumkis, B. Polsky, A. Shur, P. Blakey. IEEE Trans. Comput. Aid. Desing, 13 (6), 702 (1994)
  24. V. Palankovski, S. Vainshtein, V. Yuferev, J. Kostamovaara, V. Egorkin. Appl. Phys. Lett., 106 (18), 183505 (2015)
  25. S.O. Slipchenko, A.A. Podoskin, O.S. Soboleva, V.S. Yuferev, V.S. Golovin, P.S. Gavrina, D.N. Romanovich, I.V. Miroshnikov, N.A. Pikhtin. Semiconductors, 54 (5), .529 (2020).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.