Abstract
In the paper a new approach to solve the optimization problem of nanoscale semiconductor heterostructures is presented. In this paper the authors formulated and solved The problem of the barrier layer optimal doping is formulated for the case of multilayer barrier. The problem is solved using the effective optimization algorithms based on gradient methods. As an example, is considered heterostructure Al0.25GaN/GaN with the total thickness of the barrier layer 30 nm. Obtained in the computational experiment results are consistent with the modern trend to move from homogeneous doping profile to a planar-doping in the technology of manufacturing fieldeffect transistors. The developed tools of mathematical modeling and optimization can be used in the engineering of field effect transistors. The proposed approach creates the conditions for computer-aided design of such structures.
Highlights
In this paper the authors formulated and solved The problem of the barrier layer optimal doping is formulated for the case of multilayer barrier
The problem is solved using the effective optimization algorithms based on gradient methods
Obtained in the computational experiment results are consistent with the modern trend to move from homogeneous doping profile to a planar−doping in the technology of manufacturing fieldeffect transistors
Summary
Представлен новый подход, позволяющий решать задачи оптимизации наноразмерных полупроводниковых гетероструктур. Полученная информация передается в модель наномасштабного уровня, где используется для расчета распределения носителей заряда в гетероструктуре. Полученные в результате решения этих уравнений данные о волновых функциях и распределении плотности носителей заряда поперек слоистой структуры поступают в модель следующего масштабного уровня, где осуществляется расчет подвижности носителей заряда в продольном направлении. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными [7, 8] показало достаточно высокую точность моделирования для расчета концентрации носителей заряда в двумерном электронном газе и подвижности электронов. Во многих случаях построение таких зависимостей позволяет определить оптимальные с точки зрения концентрации и подвижности носителей заряда параметры гетероструктуры. К таким задачам относятся, в частности, обратные задачи по определению недоступных в прямом измерении характеристик выращенных гетероструктур на основе экспериментальных данных по концентрации и подвижности носителей в двумерном электронном газе. — эффективная масса электрона; EF — положение уровня Ферми; φ(z) — электростатический потенциал; σl — плотности зарядов на интерфейсах (границах раздела); δ — дельта−функция; zl — местоположения интерфейсов; M — число гетероинтерфейсов с наличием нескомпенсированного заряда; ε — диэлектрическая постоянная материала; ∆Ec — сдвиг зоны проводимости материала; kB — постоянная
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
