AlGaN/GaN tranzistorinių THz dažnių detektorių dvimatis hidrodinaminis modeliavimas

Anotacija

Pateikiami AlGaN/GaN didelio judrio lauko tranzistoriais paremtų terahercų dažnių juostos detektorių skaitmeninio modeliavimo rezultatai. Sprendimo būdas pagrįstas trijų Bolcmano pernašos lygties (BTE) momentų bei Puasono lygties sprendimu dvimatėje erdvėje. Tam tikslui buvo panaudota „Synopsys TCAD Sentaurus“ programinė įranga. Joje įdiegta išsami medžiagų duomenų bazė bei suteiktos galimybės įskaityti pagavimo būsenas bei poliarizacijos reiškinį, ir tai leidžia suformuoti modelyje laidų kanalą nenaudojant legiravimo. Dažniausiai naudojamų modelių prielaidos buvo nagrinėjamos ir analitiškai, ir skaitmeniškai. Pateikiamos apskaičiuotos srovės jautrio RI verčių priklausomybės nuo santakos įtampos 0,01– 3,0 THz dažnių ruože trims AlGaN sluoksnių storiams d = 15, 20, 25 nm ir skirtingiems užtūros ilgiams. Mes parodome, kad tik hidrodinaminis modelis gali atkurti srovės jautrumo ženklo pasikeitimą ties užtūros įtampa UG0 (RI = 0 ties UG = UG0). Šį reiškinį nulemia energijos srauto koeficientas energijos balanso lygtyje. Modeliuotoms struktūroms gaunama ekvivalentinė triukšmo galia gali siekti 0,1 pW/ Hz ties 0,04 THz ir

10 pW/ Hz ties 3,0 THz.