Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 22, Numéro 11, novembre 1987
Page(s) 1495 - 1500
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198700220110149500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1495-1500 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220110149500

Etude par simulation Monte Carlo des effets induits dans un TEGFET par le transfert spatial

M. Mouis, P. Dollfus, B. Mougel, J.-F. Pône et R. Castagné

Institut d'Electronique Fondamentale, CNRS UA 22, Bât. 220, Université Paris Sud, 91405 Orsay Cedex, France


Abstract
Simulations of TEGFET devices explain the influence of real space transfer on the saturation mechanism of the drain current in this transistor. In a long gate device (1 μm), this transfer is not observed and the drain current is saturated by channel pinch-off. In a short gate TEGFET (0.5 μm), both real space transfer and k-space transfer occur without being directly responsible for saturation. Real space transfer nevertheless precludes the formation of a dipolar domain ; the drain current is then controlled by channel narrowing under the gate. The spread electrons stay under control of the drain contact and a high drain conductance can be observed. We also note that real space transfer distributes the current between the various conducting layers without changing the total drain current. In a two drain contacts device - one contact collecting the channel electrons and the other the transferred electrons - the real space transfer allows a negative differential resistance to be obtained.


Résumé
La simulation de dispositifs TEGFETs a permis d'éclaircir l'influence du transfert spatial sur le mécanisme de saturation du courant de drain dans ce type de transistor. Dans le TEGFET à grille longue (1 μm), ce phénomène n'apparaît pas et le courant de drain est saturé par pincement du canal. Dans le TEGFET à grille courte (0,5 μm), à la fois le transfert spatial et le transfert intervallées interviennent, mais sans être directement la cause de la saturation. Néanmoins le transfert spatial empêche la formation d'un domaine dipolaire ; le courant de drain est alors contrôlé par le rétrécissement du canal sous la grille. Les électrons défocalisés restent sous l'influence de la tension de drain, provoquant ainsi une forte conductance de drain. On remarque également que le transfert spatial répartit le courant dans les différentes couches conductrices sans modifier le courant de drain total. Dans un dispositif à deux drains - l'un collectant les électrons du canal, l'autre les électrons transférés - le transfert spatial permet d'obtenir une résistance différentielle négative.

PACS
2560B - Semiconductor device modelling and equivalent circuits.
2560S - Other field effect devices.

Key words
high electron mobility transistors -- Monte Carlo methods -- negative resistance -- semiconductor device models -- simulations -- Monte Carlo study -- TEGFET -- real space transfer -- saturation -- drain current -- channel pinch off -- negative differential resistance