1维亚微米弹道二极管在不同外加电压脉冲下的数值模拟

 以适合亚微米器件的流体动力学模型为基础，建立了1维数值模拟程序，程序中采用耦合牛顿法求解非线性方程组。应用该程序对亚微米1维弹道二极管进行了瞬态数值模拟，分析了外加低电压和高电压脉冲情况下的电场强度、载流子浓度、载流子温度等参数的变化情况。低电压脉冲下的结果与文献一致；对于文献中并未开展的高电压脉冲下的模拟，得到了器件处于非正常工作状态的各参数分布曲线，并尝试用二次击穿理论对结果进行分析。结果显示:随着外电压的升高，载流子的碰撞电离将导致少子空穴浓度急剧增大，并达到与电子浓度相同的量级，这时在器件分析中空穴方程已不能省略，并且载流子浓度将取代掺杂浓度控制电势分布，并进而影响电场及电流密度，涌极附近电场将增强，电流密度也将迅速增加。结论可为研究瞬态电磁脉冲对2维器件的损伤效应提供参考。