ROW: (Research Initiation) Modeling and Simulation of ChargeTransport in InP-Lattice Matched Materials and Device Structures

ROW:(研究启动)InP 晶格匹配材料和器件结构中电荷传输的建模和仿真

基本信息

  • 批准号:
    8809193
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    1988
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1988-07-01 至 1991-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Non-stationary and transient transport effects are expected to play crucial roles in determining the performance of ultra-small electronic devices. This is especially true for structures fabricated of III-V compound and alloy materials. The nature of carrier transport in such structures demands the use of sophisticated modeling and simulation techniques in order to describe and predict experimental observations and device performance. We will address these modeling challenges by developing a moment-equation simulation tool as well as making enhancements in our existing Monte Carlo code. A prime objective and contribution of this research will be the development of an efficient coupling technique for the two simulation approaches. Details of the nature of suitable and compatible boundary conditions will be explored. We will also make a detailed assessment of the validity and utility of the moment-equation approach for ultra-small device simulation. Our target material systems will be In(x)Ga(1-x)As, In(x)Al(l-x)As, and InP, chosen because of the increased technological importance of these materials in opto-electronic communication systems. In order to fully exercise these simulation tools, we will focus our attention on a device characterized by both small geometries and large, rapidly varying fields, the heterojunction bipolar transistor or HBT. Our work will lead to an improved understanding of HBT device physics and new device designs exhibiting higher cut-off frequencies. These designs will exploit the transport phenomena studied with the new simulation tools. The coordinated implementation of the Monte Carlo and moment-equation tools and the assessment of the moment-equation approach in a device content will hasten the development of useful and efficient simulation tools suitable for device design. This simulation effort will also provide the necessary background for our future experimental investigations of carrier transport in HBT-related structures.
非平稳和瞬态传输效应预计将在决定超小型电子设备的性能方面发挥至关重要的作用。 对于由 III-V 族化合物和合金材料制成的结构尤其如此。 这种结构中载流子传输的性质要求使用复杂的建模和模拟技术来描述和预测实验观察结果和器件性能。 我们将通过开发力矩方程仿真工具以及增强现有的蒙特卡罗代码来解决这些建模挑战。 这项研究的主要目标和贡献是为两种模拟方法开发有效的耦合技术。 将探讨合适且兼容的边界条件的性质的细节。 我们还将详细评估用于超小型器件仿真的矩方程方法的有效性和实用性。 我们的目标材料系统将是 In(x)Ga(1-x)As、In(x)Al(l-x)As 和 InP,选择这些材料是因为这些材料在光电通信系统中的技术重要性不断增加。 为了充分运用这些仿真工具,我们将把注意力集中在一种具有小几何形状和大且快速变化场的器件上,即异质结双极晶体管或 HBT。 我们的工作将提高对 HBT 器件物理原理和表现出更高截止频率的新器件设计的理解。 这些设计将利用新模拟工具研究的传输现象。 蒙特卡罗和矩方程工具的协调实施以及器件内容中矩方程方法的评估将加速适用于器件设计的有用且高效的仿真工具的开发。 这项模拟工作也将为我们未来 HBT 相关结构中载流子输运的实验研究提供必要的背景。

项目成果

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