Транспорт носителей заряда и перезарядка глубоких уровней в структурах для лавинных S-диодов на основе GaAs

Abstract

Carrier transport and deep-level recharging in semiconductor avalanche S-diode structures have been investigated. Gallium-arsenide n ^+–π–ν– n structures with the diffusion distribution of deep iron acceptors have been studied. It has been found by solving the continuity and Poisson equations with the use of a commercial software that the electron injection affects the avalanche breakdown voltage and the spacecharge region broadens due to capture of avalanche holes on negative iron ions in the π-region. It is demonstrated by comparing the results of numerical calculation with the experimental data that the S -shaped I–V characteristic of the diffusion avalanche S -diodes cannot be explained within the previously proposed mechanism of capture of avalanche holes on the deep iron levels.

Эффект самоподдержания проводящего состояния в обратносмещенных GaAs-диодах, переключаемых в режиме задержанного лавинного пробоя

“…Возникновение ионизирующих доменов такого типа было впервые предсказано в GaAs-лавинных транзисторах [7] и возможно при сверхвысокой плотности тока (J ∼ 1 MA/cm 2 ), которая достигается вследствие локализации тока в узких каналах [7]. Механизм проводящего состояния в GaAs S-диодах, на протяжении многих лет объясняемый перезарядкой глубоких центров [1,2], в последние годы был пересмотрен и также связан с коллапсирующими доменами [8][9][10].…”

Коллапсирующие домены Ганна как механизм самоподдержания проводящего состояния в обратносмещенных высоковольтных GaAs-диодах

“…Рожков, П.Б. Родин Важно отметить, что в исследованных ранее GaAs n + −p−n 0 −n + -структурах быстродействующих лавинных транзисторов [4] и n−π−ν−n-структурах S-диодов с глубокими уровнями [2,[10][11][12] КД возникают в условиях инжекции электронов из n + -эмиттера, в то время как инжекция дырок является лавинной. В исследованной нами обратносмещенной p + −p 0 −n 0 −n +структуре инжекция обоих типов носителей в режиме lock-on обеспечивается только ударной ионизацией.…”

“…Коллапсирующие домены спонтанно возникают в электронно-дырочной плазме вследствие отрицательной дифференциальной подвижности электронов в GaAs и характеризуются большой напряженностью поля (∼ 300 kV/cm), малым размером (∼ 1 µm), интенсивной ударной ионизацией и нерегулярной хаотической пространственно-временной динамикой. Эффект самоподдержания проводящего состояния родствен lock-on эффекту в ключах с оптическим запуском [1], который также был объяснен коллапсирующими доменами [10], и эффекту возникновения проводящего состояния в S-диодах с глубокими уровнями [11][12][13].…”