Si NIPIN 二极管中带隙下碰撞电离的瞬态现象
应用物理
2018-08-15 v1
摘要
带隙下（SBG）碰撞电离（II）可实现陡峭的亚阈值斜率，使器件克服 60mV/十倍频程的热极限。这种低电压下的现象在逻辑、存储与神经形态工程中具有多种应用。最近，我们主要基于稳态分析实验演示了 NIPIN 二极管中的亚 0.2V II。在本文中，我们给出 NIPIN 中 SBG-II 的详细实验瞬态行为。SBG-II 产生的空穴存储于 p 阱中。首先，我们提取 p 阱的泄漏机制，显示出两种机制：(i) 复合-产生（RG）与 (ii) 越过势垒（OTB），其中当势垒高度 时 OTB 占主导。其次，我们从实验结果解析提取 300K 下的 SBG II 电流（Iii）。漏极电流（Id）、电场（E-field）与 Iii 均按时间绘出。我们观察到 Iii 随 E-field 减小而增加，这表明 E-field 并非 Iii 的主要贡献因素。此外，Id 表现出两种明显行为：(i) Iii (Id) 起初为常数，以及 (ii) 最终普适的 Iii (Id) 为线性，即 Iii=k X Id，其中 ；我们还表明主要贡献于 Id 的电子因能量不足 而无法直接发生 II。Fischetti 模型显示 SBG-II 主要由热电子引起，这些热电子在类奥杰过程中从冷漏极电子接受能量以实现 SBG-II。我们推测，若 Id 电子加热冷漏极电子，将进一步赋能热电子以产生所观测到的 Iii (Id) 普适依赖关系。
引用
@article{arxiv.1805.07053,
title = {Transient Phenomena in Sub-Band Gap Impact Ionization in Si NIPIN Diode},
author = {Bhaskar Das and J. Schulze and Udayan Ganguly},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.07053},
year = {2018}
}
备注
6 pages, 9 figures, journal IEEE TED