Численное моделирование субнаносекундного лавинного переключения кремниевых $n^{+}$–$n$–$n^{+}$-структур

Приведены результаты численного моделирования недавно открытого явления – субнаносекундного лавинного переключения кремниевых $n^{+}$–$n$–$n^{+}$-структур, инициированного быстро нарастающим высоковольтным импульсом. Показано, что электрическое поле в $n^{+}$–$n$–$n^{+}$-структуре на этапе роста напряжения практически однородно вдоль направления тока и достигает эффективного порога ударной ионизации $\sim$200 кВ/см на всей толщине структуры. Сравнение результатов численного моделирования и экспериментов указывает на однородность распределения поля и в поперечном к току направлении. Таким образом, сверхбыстрый лавинный пробой происходит квазиоднородно во всем объеме структуры. Время переключения составляет $\sim$150 пс. Проведено сравнение результатов расчетов для разных моделей ударной ионизации. Даны оценки параметров инициирующего импульса напряжения, необходимого для переключения кремниевых $n^{+}$–$n$–$n^{+}$-структур.