Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Simulating the barrier heights impact on the performance of dissimilar electrodes Metal-insulator-metal diode

100%

Emad R. , Algwari Q. T. , Sabaawi A. M. A.

|

tom R. 99, nr 11

141--145

EN

Metal-insulator-metal (MIM) tunnel diodes are desirable for applications including ultra-high frequency rectenna detectors, solar cells, and mixers due to their femtosecond-fast transmission. These applications place strict demands on the current-voltage I(V) properties of diodes. In this paper, a single insulator tunnel diode is simulated using SILVACO ATLAS software to correlate the importance of insulator interfacial stability to MIM rectification performance, which helped to analyse and develop MIM diodes with the desired properties. By keeping the Al2O3 insulator layer, different metals were used as electrodes of the MIM diode to achieve the desired asymmetry. Two schemes of electrode asymmetry were proposed, the first scheme is based on using a metal that produces a constant barrier height at one side of the insulator layer and different barrier heights at the other by using different metals. The second structure implicates using different metals at the sides of the insulator to achieve different barrier heights but with constant barrier differences between the metals. A voltage range of 0.4 V was used to study electrical characteristics. It is found that the MIM structure with fixed barrier height at cathode side produces a good asymmetry with poor nonlinearity, while the results of fixed barrier height at anode side reveals that the figure of merit (FOM) strongly depends on the work function difference of the metals of the MIM structure. For the constant barrier differences, it is found that the smaller the barrier height the larger the current response produced and the lower the turn on voltage. The impact of insulator thickness on the diode FOM shows that the lowest thickness produces the highest asymmetry and nonlinearity.

PL

Diody tunelowe typu metal-izolator-metal (MIM) są pożądane w zastosowaniach, w tym w detektorach prostokątnych ultrawysokiej częstotliwości, ogniwach słonecznych i mikserach ze względu na ich szybką transmisję femtosekundową. Te zastosowania nakładają surowe wymagania na właściwości prądowo-napięciowe I(V) diod. Przeprowadziliśmy symulację pojedynczej diody tunelowej izolatora za pomocą oprogramowania SILVACO ATLAS, aby skorelować znaczenie stabilności międzyfazowej izolatora z wydajnością prostowania MIM, co pomogło nam przeanalizować i opracować diody MIM o pożądanych właściwościach. Zachowując warstwę izolatora Al2O3, zastosowano różne metale jako elektrody diody MIM w celu uzyskania asymetrii elektrody. Zaproponowano dwa schematy asymetrii elektrod, pierwszy schemat opiera się na zastosowaniu metalu, który wytwarza stałą wysokość bariery po jednej stronie warstwy izolatora i różne wysokości bariery po drugiej, przy użyciu różnych metali. Druga struktura implikuje użycie różnych metali po bokach izolatora w celu uzyskania różnych wysokości bariery, ale przy stałych różnicach bariery między metalami. Do badania charakterystyk elektrycznych wykorzystano zakres napięcia 0,4 V. Stwierdzono, że struktura MIM ze stałą wysokością bariery po stronie katody daje dobrą asymetrię ze słabą nieliniowością, podczas gdy wyniki ze stałą wysokością bariery po stronie anody pokazują, że liczba zasług (FOM) jest silnie zależna od różnicy pracy wyjścia posiłki struktury MIM. Stwierdzono, że dla stałych różnic barierowych im mniejsza wysokość bariery, tym większa odpowiedź prądowa i niższe napięcie włączenia. Wpływ grubości izolatora na diodę FOM pokazuje, że najmniejsza grubość izolatora powoduje największą asymetrię i nieliniowość.

2

Symulacje elektryczne diod Schottky'ego oraz tranzystorów RESURF JFET i RESURF MOSFET na podłożach z węglika krzemu (SiC)

100%

Bieniek T. , Stęszewski J. , Sochacki M. , Szmidt J.

|

tom Vol. 49, nr 7-8

11-15

PL

W pracy zaprezentowano możliwości symulacji charakterystyk elektrycznych przyrządów wykonanych na podłożach z węglika krzemu na przykładzie diod Schottky'ego i tranzystorów MOSFET i JFET. Wszystkie przyrządy modelowane były przy użyciu oprogramowania Atlas firmy Silvaco [1]. W przypadku diod Schottky'ego przeprowadzono analizę i optymalizacje różnych wariantów technologii pod kątem wytworzenia diody o jak najwyższym napięciu blokowania w kierunku zaporowym. W analizie tranzystorów głównym celem było zbadanie wpływu domieszkowania obszaru RESURF oraz jego geometrii na napięcie przebicia i rezystancję w stanie włączenia.

EN

This contribution presents the capabilities of Silvaco Atlas software devoted to electrical analysis of SiC Schottky diodes, JFETs and MOSFETs. Different techniques of Schottky diode contact termination are modeled and discussed in details. Influence of RESURF region doping level and geometry on transistor breakdown voltage and channel on-resistance is analyzed.

3

Comparison of 4H-SiC and 6H-SiC MOSFET I-V characteristics simulated with Silvaco Atlas and Crosslight Apsys

85%

Stęszewski J. , Jakubowski A. , Korwin-Pawlowski M. L.

|

tom nr 3

93-95

EN

A set of physical models describing silicon carbide with fitting parameters is proposed. The theoretical I-V output and transfer characteristics and parameters of MOS transistors were calculated using Silvaco Atlas and Crosslight Apsys semiconductor device simulation environments.

4

Physical modelling of the quantum well asymmetric spacer tunnel layer diodes for high frequency applications

71%

Hussein S. H. , Mohammed K. K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

tom R. 99, nr 5

145--148

EN

A complete description of physical models of the novel Quantum Well Asymmetric Spacer Tunnel Layer Diodes (QW-ASPATs) is simulated and compared to the standard GaAs/AlAs and InGaAs/AlAs ASPAT diodes in this work. The design and analysis of the both standard and new QW-ASPAT diodes have been investigated using numerical modeling in SILVACO ATLAS software. The impact of different structures design on crucial parameters, the junction resistance (Rj), curvature coefficient (Kv), junction capacitance (Cj), and series resistance (Rs) at zero bias detection were evaluated using a created SILVACO model. The effects of changing the AlAs barrier and quantum well layer thicknesses were carefully studied. The mesa size area of the ASPAT devices was taken into consideration and its effects to the DC and RF characteristics at zero bias voltage supply. The introduction of the well layer for the InxGa1-xAs structure to the barrier layer, allowed an increase in the (Kv) while maintaining a low of the (Rj). So, the QW-ASPAT devices were proposed and compared with the standard ASPAT diodes. It was found that the extracted (Kv) is increased from 13V-1 to 32.5V-1 for GaAs structure and from 12.6V-1 to 33V-1 for In0.53Ga0.47As ASPAT at zero bias. Also, the cut off frequencies of a mesa size 4×4 μm2 QW-ASPATs is reported about 143GHz and 303GHz for both proposed QW-ASPAT structures respectively. This work is presented to assist researchers working on ASPAT devices, including helpful predictions for optimum design parameters in order to maximize the performance of microwave devices used in the implantable medical applications.

PL

W niniejszej pracy przeprowadzono symulację pełnego opisu modeli fizycznych nowatorskich diod kwantowo-dołkowoasymetrycznych z przekładką tunelową (QW-ASPAT) i porównano je z konwencjonalnymi diodami GaAs/AlAs i InGaAs/AlAs ASPAT. W niniejszej pracy zbadano konstrukcję i analizę diod ASPAT wykorzystaniem modelowania numerycznego w programie SILVACO ATLAS. Za pomocą stworzonego modelu SILVACO oceniono wpływ różnych projektów konstrukcji na cztery kluczowe parametry: rezystancję złącza (Rj), współczynnik krzywizny (Kv), pojemność złącza (Cj) i rezystancję szeregową (Rs) przy detekcji zerowej polaryzacji. Skutki zmiany bariery AlAs i grubości warstw studni kwantowej zostały dokładnie zbadane. Uwzględniono wielkość obszaru mesy urządzeń ASPAT i jej wpływ na charakterystyki DC i RF przy zerowym napięciu zasilania. Wprowadzenie warstwy zagłębienia dla struktury InGaAs do warstwy barierowej umożliwiło wzrost Kv przy jednoczesnym utrzymaniu niskiego (Rj). Zaproponowano więc urządzenia QW-ASPAT i porównano je ze standardowymi diodami ASPAT. Stwierdzono, że wyekstrahowany (Kv) wzrasta z 13V-1 do 32,5V-1 dla struktury GaAs oraz z 12,6V-1 do 33V-1 dla In0,53Ga0,47As ASPAT przy zerowej polaryzacji. Również częstotliwości odcięcia QW-ASPAT o rozmiarze mesy 4x4 μm2 są zgłaszane odpowiednio na około 143GHz 303GHz dla obu struktur. Niniejsza praca ma pomóc naukowcom pracującym nad urządzeniami ASPAT, w tym pomocne prognozy dotyczące optymalnych parametrów projektowych w celu maksymalizacji wydajności urządzeń mikrofalowych stosowanych w implantowanych zastosowaniach medycznych.