Study of electron transport in zinc blend gallium nitride, using the Monte Carlo simulation

Etude du transport électrique dans le nitrure de gallium zinc blende, en utilisant la simulation de Monte Carlo

A. Hamdoune*, N. Bachir, B. Bouazza, N.E. Chabane Sari

Unité de Recherche des Matériaux et des Energies Renouvelables, Faculté des Sciences de l’Ingénieur.

Université Abou-bekr BELKAID. Tlemcen 13000. ALGERIE.

* Corresponding author. E-mail: d_hamdoune@yahoo.fr

Received: 09 May 2005; revised version accepted: 02 November 2005

Abstract

In this paper, we first present GaN with its two structures and its advantages over the other semi-conductors. After; we expose the Monte Carlo simulation method, and we apply it to study some electron transport properties in unintentionally doped ß-GaN; notably change in free carriers energy and their drift velocity as a function of applied electric field, for different residual concentrations, and different temperatures. We validate our works by comparing them with some already published results; we find them in good agreement.

Keywords : Zinc blend gallium nitride (ß-GaN) ; Wurtzite gallium nitride (a-GaN) ; Electric field (E) ; Temperature (T) ; Free carriers residual concentration (N) ; Free carriers velocity (v) ; Free carriers energy (?).

Résumé 

Dans ce papier, nous commençons par présenter le GaN avec ses deux structures et ses avantages sur les autres semi-conducteurs. Après, nous exposons la méthode de simulation de Monte Carlo ; puis nous l’appliquons pour étudier quelques propriétés de transport électrique dans ß-GaN non intentionnellement dopé ; notamment la variation de l’énergie des porteurs libres et leurs vitesses de dérive en fonction du champ électrique appliqué, pour différentes concentrations résiduelles et différentes températures. Nous validons nos travaux en les comparant avec quelques résultats déjà publiés ; nous les trouvons en bon accord.

Mots clés : Nitrure de gallium zinc blende (ß-GaN) ; Nitrure de gallium wurtzite (a-GaN) ; champ électrique (E) ; Température (T) ; Concentration résiduelle des porteurs libres (N) ; Vitesse des porteurs libres (v) ; Energie des porteurs libres (?).

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