ilmsarchashmalari@umail.uz +998 91-915-45-55 220100, Urganch shahri, Hamid Olimjon koʻchasi, 14-uy.
Arxiv / №5.2 · 2026 / Maqola
01.00.00 – FIZIKA-MATEMATIKA FANLARI

Si/GaAs GETEROOTISHLARIDA O‘Z-O‘ZIDAN QIZISHNING ELEKTR XUSUSIYATLARIGA TA’SIRI

Annotatsiya
O'ZBEKCHA

Ushbu ishda Si/GaAs geterootishlarida o‘z-o‘zidan qizishning elektr xususiyatlariga ta’siri analitik va sonli usullar yordamida o‘rganildi. Kremniy (150 W/m·K) va galliy arsenid (55 W/m·K) issiqlik o‘tkazuvchanligi, shuningdek, tok zichligi (10⁴–10⁵ A/cm²) va elektr maydon kuchlanganligi (2× 10⁵–5×10⁵ V/cm) hisobga olindi. Bog‘langan elektroissiqlik modeli asosida harorat oshishi va uning qurilma xususiyatlariga ta’siri baholandi. Natijalar shuni ko‘rsatadiki, yuqori tok zichliklarida qurilma harorati 300 K dan 360–420 K gacha oshadi. Natijada tashuvchilar harakatchanligi 25–35%ga kamayadi, oqish toklar esa 2–3 baravar ortadi. Issiqlik ta’siri sabab chiqish toki taxminan 15–20%ga kamayadi. Ana-litik hisoblashlar sonli modellashtirish natijalari bilan yaxshi mos keladi va o‘z-o‘zidan qizishning qurilma ishlashiga sezilarli ta’sirini tasdiqlaydi.

Kalit so'zlar: Si/GaAs geterootish, o‘z-o‘zidan qizish, issiqlik o‘tkazuvchanligi, elektro-issiqlik mo-dellashtirish, sonli tahlil, tashuvchilar harakatchanligi
РУССКИЙ

В данной работе представлено аналитическое и численное исследование влияния самонагрева на электрические характеристики гетеропереходов Si/GaAs. Учтены теплопровод-ности кремния (150 Вт/м·К) и арсенида галлия (55 Вт/м·К), а также такие параметры, как плот-ность тока (10⁴–10⁵ А/см²) и напряженность электрического поля (2×10⁵–5×10⁵ В/см). Для оценки повышения температуры и его влияния на характеристики устройства использована связанная электротепловая модель. Результаты показывают, что температура устройства возрастает с 300 К до 360–420 К при высоких плотностях тока. При этом подвижность носителей уменьшает-ся на 25–35%, а токи утечки увеличиваются в 2–3 раза. Выходной ток снижается примерно на 15–20% из-за тепловых эффектов. Аналитические расчеты хорошо согласуются с численным модели-рованием, подтверждая значительное влияние самонагрева на транспорт носителей и характе-ристики устройства.

Ключевые слова: гетеропереход Si/GaAs, самонагрев, теплопроводность, электротепловое моделирование, численный анализ, подвижность носителей.
ENGLISH

This study presents an analytical and numerical investigation of self-heating effects on the electrical performance of Si/GaAs heterojunctions. The thermal conductivities of silicon (150 W/m·K) and gallium arsenide (55 W/m·K) are considered along with key parameters such as current density (10⁴–10⁵ A/cm²) and electric field (2×10⁵–5×10⁵ V/cm). A coupled electrothermal model is used to evaluate temperature rise and its impact on device characteristics. The results show that the device temperature increases from 300 K to approximately 360–420 K under high current conditions. As a result, carrier mobility decreases by 25–35%, while leakage current increases by up to 2–3 times. The output current is reduced by approximately 15–20% due to thermal effects. Analytical calculations are in good agreement with numerical simulations, confirming that self-heating significantly affects carrier transport and device performance. These results emphasize the importance of thermal management in Si/GaAs heterojunction devices.

Keywords: Si/GaAs heterojunction, self-heating, thermal conductivity, electrothermal modeling, numerical analysis, carrier mobility

Maqola · PDF

Foydalanilgan adabiyotlar

  1. S.M.Sze and K.K.Ng. Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed. Wiley, 2007.
  2. C.Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits. Pearson, 2010.
  3. J.P.Colinge and C.A.Colinge. Physics of Semiconductor Devices. Springer, 2002.
  4. M.S.Lundstrom. Fundamentals of Carrier Transport. Cambridge University Press, 2000.
  5. S.Selberherr. Analysis and Simulation of Semiconductor Devices. Springer, 1984
  6. D.K.Schroder. Semiconductor Material and Device Characterization, 3rd ed. Wiley-IEEE, 2006.
  7. A.S.Grove. Physics and Technology of Semiconductor Devices. Wiley, 1967.
  8. R.T.Chen et al., “Thermal effects in high-power heterojunction devices”. IEEE Trans. Electron Devices, vol. 45, № 8, pp. 1803–1810, 1998.
← Songa qaytish