The influence of the doping concentration

and the temperature on the electronics

transport in III-V materials

Effet du dopage et de la température

sur le transport électronique des matériaux III-V

 

C. Sayah1, L. Amer1, B. Bouazza1, A. Guen-Bouazza1*, N. E. Chabane-Sari1, C. Gontrand2

1 Laboratoire des matériaux et énergies renouvelables, Faculté des sciences de l'ingénieur,

Université Abou-Bekr Belkaïd de Tlemcen.BP 230, Tlemcen 13000, Algérie.

2LPM-Bat 502- 6 ème étage -INSA de Lyon. Villeurbanne cedex- France

* Corresponding author.

Received: 26 March 2006; revised version accepted: 26 June 2006

 

Abstract

Producing an optimal device for an application requires many technological attempts, between which some parameters are adjusted. The numerical simulation of such devices allows to reduce the important costs generated by the different technological stages, and it allows to define the optimal structure before the final realization. Monte Carlo method east one of the rare methods making it possible to reproduce the various microscopic phenomena quasi accurately residing in semiconductor materials. For that, it is pressed directly on the particles circulating in the structure of the component, of which it reproduces the behavior in the course of time. In this article, we present the results obtained by the Monte Carlo simulation, in order to determine the influence of the doping concentration and the temperature in the III-V materials. The Monte Carlo method that we employ to characterize the materials assumes a nonparabolic three valleys model (, L, X) and takes into account the following mechanisms: phonons (acoustic, polar optical and nonpolar optic, piezoelectric, intervalley), alloy scattering and impurity scattering.

Keywords: III-V compounds; Band structure; Scattering; Electronic devices; Monte Carlo method.

 

Résumé

La production d’un composant optimal pour une application donnée requiert un certain nombre de réalisations technologiques, entre lesquelles sont ajustés plusieurs paramètres. La simulation numérique de tels dispositifs permet de s’affranchir des coûts importants engendrés par les différentes étapes technologiques, et de définir la structure appropriée avant l’ultime réalisation. La méthode de Monte Carlo est l’une des rares méthodes offrant la possibilité de reproduire quasi fidèlement les divers phénomènes microscopiques résidant dans les matériaux semi-conducteurs. Pour cela, elle s’appuie directement sur les particules circulant dans la structure du composant, dont elle reproduit le comportement au cours du temps. Dans cet article, nous présentons, les résultats d’une étude par simulation, à base de la méthode de Monte Carlo, afin de déterminer l’influence de la concentration des impuretés de dopage et de la température sur le transport électronique dans les matériaux III-V. la méthode de Monte Carlo que nous employons pour caractériser les matériaux , utilise un modèle trois vallées (, L, X) non paraboliques incluant les interactions sur phonons acoustique, optique- polaire, optique non polaire, intervallée, piézoélectrique ainsi que les interactions d’alliage et sur impuretés ionisées.

Mots Clés: Composés III-V; Structure de bande; Interaction; Composants électroniques; Méthode de Monte Carlo.

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