Анализ транспорта электронов в гетероструктурах квазибаллистических полевых транзисторов с учетом топологии кластеров радиационных дефектов

• Автор: Киселева, Екатерина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Глава 1. Воздействие радиационного облучения на полупроводниковые

приборы и материалы - состояние проблемы

§ 1.1. Типы радиационного излучения. Источники радиации

§ 1.2. Дефектообразование в полупроводниковых материалах и структурах при радиационном воздействии

1.2.1. Образование дефектов смещения при воздействии радиационного излучения

1.2.2. Стабилизация кластеров радиациошшх дефектов

1.2.3. Дефекты, образующиеся в GaAs при нейтронном воздействии

1.2.4. Особенности дефектообразования в полупроводниковых приборных гетероструктурах. Эффект усиления влияния радиационного воздействия

§ 1.3. Влияние радиационного излучения на характеристики полевых транзисторов

1.3.1. Основные характеристики транспорта электронов в полевых транзисторах в отсутствие облучения
1.3.2. Изменение характеристик полупроводниковых материалов при воздействии радиационного облучения
1.3.3. Изменение характеристик полевых транзисторов при воздействии радиационного излучения
§ 1.4. Основные методы моделирования транспорта носителей заряда в короткоканальных полупроводниковых приборах
1.4.1. Метод эквивалентной схемы
1.4.2. Моделирование методом частиц
1.4.3. Квазигидродинамический метод
§ 1.5. Улучшение параметров полевых транзисторов Шоттки при
использовании квантово-размерных эффектов
§ 1.6. Выводы к главе

Глава 2. Методы численного моделирования процессов дефектообразова-ния и транспорта носителей заряда при радиационном воздействии в полупроводниках, полупроводниковых приборах и структурах
§ 2.1. Исследуемые объекты
§ 2.2. Моделирование процессов дефектообразования и анализ топологии дефектов, возникающих при радиационном воздействии в ваАв и гетероструктурах полевых транзисторов
2.2.1. Алгоритм анализа топологии радиационных дефектов, образующихся при воздействии нейтронного облучения различных энергий
ф 2.2.2. Алгоритм анализа топологии кластеров радиационных дефектов,
образующихся в приборных структурах У-ПТШ с различными конструкуиями буфер}юго слоя при воздействии нейтронного облучения
§ 2.3. Моделирование транспорта носителей заряда в полупроводниках и полупроводниковых гетероструктурах при радиационном воздействии
2.3.1. Алгоритм моделирования транспорта носителей заряда в активной области ПТШ с гомо- и гетероструктурыми буферными слоями с учетом радиационного воздействия
2.3.2. Алгоритм анализа радиационной модификации транспорта иосиелей заряда в активной облати квазибаллистического ПТШ с
ф учетом ква}1товых эффектов проникновения между СКРД
♦ Выводы к главе
Глава 3. Дефектообразование в арсениде галлия и арсенид галлиевых полупроводниковых моно- и гетероструктурах при радиационном воздействии
§3.1. Анализ топологии кластеров радиационных дефектов, образующихся в ваА8 при облучении быстрыми нейтронами

3.1.1. Расчет распределений размеров СКРД и расстояний между ними при воздействии нейтронов различных энергий
3.1.2. Расчет фрактальной размерности КРД, образующихся в GaAs при нейтронном облучении
§ 3.2. Анализ топологии субкластеров радиационных дефектов, образующихся при облучении нейтронами спектра деления в активной области квазибаллистического GaAs полевого транзитора Шоттки с V-образным затвором при различных конструкциях буферного слоя
3.2.1. Анализ топологии СКРД, образующихся при нейтронном облучении в структуре квазибаллистического GaAs полевого транзитора Шоттки с V-образным затвором
3.2.2. Микроскопия кластеров посредством горячих электронов
§ 3.3. Исследование вляния комплексного гамма-нейтронного облучения на топологию радиационных дефектов, образующихся в
облученных протонами GaAs встречно-штыревых структурах
Выводы к главе
Глава 4. Ттранспорт носителей заряда в нанометровых полупроводниковых моно- и гетероструктурах на основе GaAs при радиационном воздействии
§ 4.1. Изменение параметров GaAs с учетом топологии кластеров
радиационных дефектов
§ 4.2. Исследование транспорта носителей заряда и радиационной модификации характеристик GaAs квазибаллистического ПТШ с V-образным Au/Ti затвором в условиях динамического управления
длиной канала прибора
§ 4.3. Улучшение характеристик квазибаллистических ПТШ с
V-образным затвором при нейтронном облучении
§ 4.4. Влияние топологии радиационных дефектов на характеристики квазибаллистических ПТШ с V-образным затвором и

Отметим, что этот тип рассеяния, как и в случае заряженных точечных дефектов, носит упругий характер, но если для точечных дефектов оно малоугловое, то рассеяние на СКРД делает направление волнового вектора случайным.
1.4.3. Квазигидродинамический метод
Более экспрессным методом численного решения уравнения Больцмана является моделирование движения электронов как потока заряженной жидкости (квазигидродинамическая модель) в приближении времени релаксации [1, 56]. Данный метод, в отличие от метода Монте-Карло, позволяет исследовать лишь усредненные характеристики транспорта носителей заряда.
Система уравнений, описывающая транспорт носителей заряда и включающая в себя уравнение Пуассона, уравнение непрерывности, уравнение баланса импульса, уравнение баланса энергии, выражение для плотности тока электронов, выражение для плотности потока энергии, выражение для полной плотности тока и связь между напряженностью электрического поля и потенциалом, в этом случае имеет вид:
ДУ-а-(*в — „);
££() д! д
<*{т{УГ„)»п) т{Уп)уп
л ТрЮ
]п = -Чпуп + {рп п); /= -п ]¥п + V (DИ п¥п)
у = Л|+^; е=-чу.

Здесь К-потенциал, «-концентрация электронов, Ыо - концентрация доноров, ш-эффективная масса электронов, е- диэлектрическая проницаемость, ц-заряд электрона, ^-электрическое поле, -соответственно, плот-