Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

Моделирование полевых элементов Холла на основе наноразмерных гетероструктур «кремний на изоляторе»

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-2-108-115

Аннотация

Статья посвящена вопросам численного моделирования полевых датчиков Холла (ПДХ) на основе структуры «кремний на изоляторе» с двумя управляющими затворами. Для решения задачи применяется двухуровневая локально-одномерная вычислительная модель. На первом уровне решается серия одномерных уравнений Шредингера—Пуассона, описывающих распределение плотности носителей заряда поперек гетероструктуры в различных сечениях. Полученная информация передается на второй уровень, где осуществляется расчет токовых характеристик элемента. Результаты численного моделирования сопоставляются с экспериментальными данными, полученными для полевых датчиков Холла. Сравнительный анализ показывает хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных. Разработанная компьютерная модель позволяет оперативно проводить многовариантный анализ различных структур ПДХ, что создает основу для оптимизации устройств рассматриваемого класса.

Об авторах

В. Н. Мордкович
Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, г. Черноголовка
Россия


К. К. Абгарян
Вычислительный центр имени А.А. Дородницына ФИЦ ИУ РАН, Москва, Россия Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) МАИ, Москва, Россия
Россия
Абгарян Каринэ Карленовна


Д. Л. Ревизников
Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия


А. В. Леонов
Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН
Россия

Леонов Алексей

ул. Акад. Осипьяна, д. 6, Черноголовка, Московская обл., 142432



Список литературы

1. Мордкович В. Н. Датчики на основе структур «кремний на изоляторе» // Электронная техника. Cер. 2. Полупроводниковые приборы. 2008. Вып. 2. С. 34—44.

2. Popovich R. S. Hall Effect Devices. Bristol (Philadelphia): IOP Publishing Ltd, 2004. 419 p.

3. Baranochnikov M. L., Leonov A. V., Mordkovich V. N., Pazhin D. M., Filatov M. M. Some features of magnetometric and sensor devices based on the field effect Hall sensor // Advanced Electromagnetics Symposium. Proceedings. Paris (France), 2012. P. 455—459.

4. Мордкович В. Н., Бараночников М. Л., Леонов А. В, Мокрушин А. Д., Омельяновская Н. М., Пажин Д. М. Полевой датчик холла — новый тип преобразователя магнитного поля // Датчики и системы. 2003. Вып. 7. С. 33—38.

5. Королев М. А., Павлюк М. И., Девликанова С. С. Физическая модель полевого датчика Холла на основе КНИ структуры // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2017. № 2. С. 166—170. DOI: 10.24151/1561-5405-2017-22-2-166-170

6. Щербачев К. Д., Бублик В. Т., Мордкович В. Н., Пажин Д. М. Особенности образования радиационных дефектов в слое кремния структур «кремний на изоляторе» // Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45, Вып. 6. С. 754—758.

7. Мордкович В. Н., Пажин Д. М., Громов Д. В., Скоробогатов П. К., Релаксационные эффекты в полевых датчиках Холла при воздействии импульса ионизирующего облучения // Электронная техника. Серия 2: Полупроводниковые приборы. 2011. № 1. С. 19—26.

8. Королев М. А., Козлов А. В., Петрунина С. С. Особенности функционирования полевого датчика Холла на основе КНИ структур, предназначенного для работы в телекоммуникационных сетях // Труды МФТИ. 2015. Т. 7, № 3. С. 91—95.

9. Леонов А. В., Малых А. А., Мордкович В. Н., Павлюк М. И. Тонкопленочный кремниевый магниточувствительный полевой транзистор холловского типа с расширенным до 350 °С диапазоном рабочих температур // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, Вып. 2. С. 30—36. URL: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/42789

10. Leonov A. V., Malykh A. A., Mordkovich V. N., Pavlyuk M. I. Field controlled Si Hall element with extended operation temperature range from liquid helium temperature up to 650 K // Proc. Engineering. 2015. V. 120. P. 1197—1200. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.786

11. Абгарян К. К., Ревизников Д. Л. Вычислительные алгоритмы в задачах моделирования и оптимизации полупроводниковых гетероструктур. М.: МАКС Пресс, 2016. 120 с.

12. Абгарян К. К., Ревизников Д. Л. Численное моделирование распределения носителей заряда в наноразмерных полупроводниковых гетероструктурах с учетом поляризационных эффектов // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2016. Т. 56, № 1. С. 155—166. DOI: 10.7868/S004446691601004X

13. Abgaryan K. K., Mutigullin I. V., Reviznikov D. L. Computational model of 2DEG mobility in the AlGaN/GaN heterostructures // Phys. Status Solidi (c). 2015. V. 12, N. 4–5. P. 460—465. DOI: 10.1002/pssc.201400200

14. Abgaryan K. K., Mutigullin I. V., Reviznikov D. L. Theoretical investigation of 2DEG concentration and mobility in the AlGaN/GaN heterostructures with various Al concentrations // Phys. Status Solidi (c). 2015. V. 12, N 12. P. 1376—1382. DOI: 10.1002/pssc.201510159

15. Vasileska D., Goodnick S. M., Goodnick S. Computational Electronics: Semiclassical and Quantum Device Modeling and Simulation, CRC Press, 2010.

16. Stengel F., Noor Mohammad S., Morkoç H. Theoretical investigation of electrical characteristics of AlGaN/GaN modulation doped field-effect transistors // J. Appl. Phys. 1996. V. 80, Iss. 5. P. 3031—3042. DOI: 10.1063/1.363162

17. Наумова О. В., Зайцева Э. Г., Фомин Б. И., Ильницкий М. А., Попов В. П., Зависимость подвижности электронов в режиме обогащения от их плотности в полностью обедняемых пленках кремний-на-изоляторе // Физика и техника полупроводников. 2015. Т. 49, Вып. 10. C. 1360—1365. URL: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/42306

18. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. M.: Мир, 1984. Т. 2. 453 с.


Для цитирования:


Мордкович В.Н., Абгарян К.К., Ревизников Д.Л., Леонов А.В. Моделирование полевых элементов Холла на основе наноразмерных гетероструктур «кремний на изоляторе». Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2020;23(2):108-115. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-2-108-115

For citation:


Mordkovich V.N., Abgaryan K.K., Reviznikov D.L., Leonov A.V. Simulation of Hall field elements based on nanoscale silicon-on-insulator heterostructures. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2020;23(2):108-115. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-2-108-115

Просмотров: 126


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)