Numer: 11/2023 Str. 141
Autorzy: Rafal Emad , Qais Algwari , Ahmed Sabaawi :
Tytuł: Symulacja wpływu wysokości bariery na działanie różnych elektrod Metal-izolator-metalowa dioda
Streszczenie: Diody tunelowe typu metal-izolator-metal (MIM) są pożądane w zastosowaniach, w tym w detektorach prostokątnych ultrawysokiej częstotliwości, ogniwach słonecznych i mikserach ze względu na ich szybką transmisję femtosekundową. Te zastosowania nakładają surowe wymagania na właściwości prądowo-napięciowe I(V) diod. Przeprowadziliśmy symulację pojedynczej diody tunelowej izolatora za pomocą oprogramowania SILVACO ATLAS, aby skorelować znaczenie stabilności międzyfazowej izolatora z wydajnością prostowania MIM, co pomogło nam przeanalizować i opracować diody MIM o pożądanych właściwościach. Zachowując warstwę izolatora Al2O3, zastosowano różne metale jako elektrody diody MIM w celu uzyskania asymetrii elektrody. Zaproponowano dwa schematy asymetrii elektrod, pierwszy schemat opiera się na zastosowaniu metalu, który wytwarza stałą wysokość bariery po jednej stronie warstwy izolatora i różne wysokości bariery po drugiej, przy użyciu różnych metali. Druga struktura implikuje użycie różnych metali po bokach izolatora w celu uzyskania różnych wysokości bariery, ale przy stałych różnicach bariery między metalami. Do badania charakterystyk elektrycznych wykorzystano zakres napięcia 0,4 V. Stwierdzono, że struktura MIM ze stałą wysokością bariery po stronie katody daje dobrą asymetrię ze słabą nieliniowością, podczas gdy wyniki ze stałą wysokością bariery po stronie anody pokazują, że liczba zasług (FOM) jest silnie zależna od różnicy pracy wyjścia posiłki struktury MIM. Stwierdzono, że dla stałych różnic barierowych im mniejsza wysokość bariery, tym większa odpowiedź prądowa i niższe napięcie włączenia. Wpływ grubości izolatora na diodę FOM pokazuje, że najmniejsza grubość izolatora powoduje największą asymetrię i nieliniowość.
Słowa kluczowe: Dioda MIM, tunelowanie, asymetria elektrod, SILVACO ATLAS.