Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

1 1998

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Semi-empirical boundary conditions at p-n junctions for device simulation

Pfitzner A., Jucht-Suchta B., Świt A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

1998

Vol. 44, nr 2

205-217

Semi-empirical formulae have been obtained, which approximate the pn product at depletion layer edges in p-n junction versus bias voltage. These formulae have been derived using full numerical solutions of the semiconductor transport equations, assumed as true distributions of the physical quantities of interest. This modification of the classic boundary conditions allows to expand the applicability of analytical expressions, like the classic current-voltage characteristics, to moderate and high forward bias, where the neutrality condition may be violated and the voltage drop on resistances of the p and n regions is important. In the case of reverse bias, the exact numerical solutions show, that the quasi fermi-levels and the difference between them are not constant inside the depletion layer. Moreover, the separation of the fermi-levels does not depend on the applied voltage for a high enough reverse bias, but is a function of the impurity concentration. In consequence, formulae are proposed, which approximate the pn product at the depletion layer edges, stabilized at the value depending on the impurity concentration for the reverse bias voltages above 10 V T. This approach avoids the time consuming numerical solutions, maintaining a high accuracy in the modeling of devices containing p-n junctions. Owing to this, the boundary conditions obtained in the paper, can be used in statistical process / device simulators.

Sformułowano wzory półempiryczne, które aproksymują iloczyn koncentracji np na krawędziach warstwy zaporowej złącza p-n w funkcji napięcia polaryzacji. Związki te zostały określone na podstawie pełnych numerycznych rozwiązań półprzewodnikowych równań transportu, traktowanych jako rzeczywiste rozkłady interesujących wielkości fizycznych. Zaproponowana modyfikacja klasycznych warunków brzegowych pozwala rozszerzyć zakres stosowalności wyrażeń analitycznych, takich jak klasyczne charakterystyki prądowo-napięciowe, do średnich i wysokich napięć polaryzacji przewodzenia, kiedy warunek neutralności nie jest spełniony i spadek napięcia na rezystancjach obszarów p i n może być znaczny. Dla polaryzacji zaporowej, dokładne rozwiązania numeryczne wskazują, że quasi poziomy Fermiego i różnica pomiędzy nimi nie są stałe wewnątrz warstwy zaporowej, a ponadto ich rozszczepienienie nie zależy od napięcia polaryzacji dla odpowiednio dużego napięcia wstecznego, lecz jest funkcją koncentracji domieszek. W rezultacie zaproponowano wzór aproksymujący iloczyn koncentracji np na krawędziach warstwy zaporowej, zapewniający jego stabilizację na wartości zależnej od koncentracji domieszek, dla napięć polaryzacji zaporowej powyżej 10 V T. Przedstawione podejście unika czasochłonnych rozwiązań numerycznych zachowując jednak wysoką dokładność modelowania przyrządów zawierających złącza p-n. Dzięki temu otrzymane warunki brzegowe mogą być wykorzystane w modelach stosowanych w statystycznych symulatorach procesów wytwarzania i elementów układów scalonych, gdy obliczenia powtarzane są wielokrotnie dla zaburzonych wartości paramatrów materiałowych i konstrukcyjnych.