"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5901
ETF5901 (ETF5901) "Schottky siirded laia keelutsooniga pooljuhtides: Laengukandjate transpordimudelid ja mudelite parameetreid môjutavad elektrofüüsikalised nähtused (1.01.2004−31.12.2006)", Toomas Rang, Tallinna Tehnikaülikool, Infotehnoloogia teaduskond.
ETF5901
Schottky siirded laia keelutsooniga pooljuhtides: Laengukandjate transpordimudelid ja mudelite parameetreid môjutavad elektrofüüsikalised nähtused
Wide bandgap semiconductors based Schottky interfaces: transport models for charge carriers and electro physical phenomena influencing the parameters of the transport models
1.01.2004
31.12.2006
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.8. Elektrotehnika ja elektroonikaT200 Soojustehnika, rakenduslik termodünaamika 2.2. Elektroenergeetika, elektroonika (elektroenergeetika, elektroonika, sidetehnika, arvutitehnika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2004−31.12.2004114 000,00 EEK (7 285,93 EUR)
01.01.2005−31.12.2005117 647,06 EEK (7 519,02 EUR)
01.01.2006−31.12.2006120 000,00 EEK (7 669,40 EUR)
22 474,35 EUR

Projekti teaduslikuks eesmärgiks on välja töötada üldistatud transpordimudel laia keelutsooniga pooljuhtmaterjalidel pôhinevate Schottky siirete tarbeks. Loodav transpordimudel vôtab arvesse môlemat tüüpi laengukandjate injektsiooni ning lôksude ja tehnoloogiliste dislokatsioonide poolt kontrollitud ruumlaenguala ala môju Richardsoni tegurile ja koguvoolumudelile. Uuringud peaksid andma detailset informatsiooni ning kirjeldama koguvoolumudeli difusiooni-triivi-, tunnel-, ja lekkevoolu komponente vôttes lisaks arvesse ka materjali anisotroopsust ja metalli-pooljuhi üleminekute mittehomogeensusest tingitud barjäärikôrguse varieerumist. Samuti tuleb uurida väliskeskkonna (näiteks temperatuur) môju Richardsoni tegurile ja siirdeala defektidele. Lôpptulemusteks oleksid esiteks oluliselt täpsem ning teoreetiliselt korrektne laia keelutsooniga materjalidel pôhinevate Schottky siirete koguvoolumudel ning teiseks väljatöötatud mudeli parameetrite määramise algoritmid. Töö hüppoteesiks on, et laia keelutsooniga materjalidel pôhinevate Schottky siirete varjutusteguri (shape function) optimaalse valiku kaudu täpsustada koguvoolumudelit. Varjutustegur on otseses sôltuvuses aga siirdealas asuvatest defektidest (sh tehnoloogilistest) ja kontaktiala mittehomogeensustest tingitud potentsiaalibarjääri kôrguse ebaühtlusest, samuti väliskeskkonna parameetritest. Konkreetselt lahendatavad probleemid on Schottky koguvoolumudeli kirjeldamine arvestades nii difusioon-triiv- tunnel- kui ka lekkevoolu komponenti; defektide, sh tehnoloogiliste dislokatsioonide ja lôksude môju uurimine Schottky tüüpi, tunnel- ja lekkevoolu lähendusele ja metall-pooljuhi siirdeala ääretingimustele; varjutusteguri (shape function) hindamine; Richardson'i teguri täpsustamine; lisandiaatomite ja laengukandjate liikuvuse temperatuurisôltuvuse môju siirde päritakistusele; tunnelvoolu môju hindamidamine Schottky siirde läbilöögi mehanismile; läbilöögiintegraali täpsustamine; lekkevoolu môju hindamine barjääri mittehomogeensustest tingitud voolujaotusele ja koguvoolumudeli rakendamine uut tüüpi SiC Schottky struktuuride, nagu JSB (Junction Schottky Barrier Diode) ja LDSS (Lateral Dual Sidewall Schottky Diode), iseloomustamiseks ja karakteriseerimiseks.
The scientific aim of the project is to develop a theoretical model for the transport of charge carriers in Schottky interfaces based on wide bandgap semiconductor materials. With the help of new improved model(s), which will take into account the injection of both type of charge carriers and the influence of traps and technological dislocation inside the interface region, the modified Richardson' coefficient and the total current models will be developed taking into account the controlled depletion region boundaries (shape function). The investigations will give detailed information about the behavior of drift-diffusion, tunneling and leakage current components of total current, taking into account the influence of inhomogeneities at the Schottky interface boundaries and the anisotropy of the material as well. The influence of ambient conditions on Richardson's coefficient and interface defects will be investigated. First, the outcome is essentially exact and substantially correct model for transport of charge carriers in Schottky interfaces based on wide bandgap semiconductor materials, and secondly the algorithms for determination of model parameters. The hypothesis of this work is that with the help of proper definition of shape function, which depends on number and type of defects (included technological), influenced additionally by inhomogeneities at the interface, and ambient conditions we can create a possibility to increase the exactness of the model of total current (i.e. the current differences on boundaries of interface will be suppressed). Concrete research tasks will be the development of the general transport model taking into account both diffusion-drift and tunneling components adding also the possible leakage current as well, the investigation of the influence of technological dislocations and traps in MS (Metal-Semiconductor) interface on Schottky type, tunneling and leakage current approximation and on boundary conditions of interface area, estimation of shape function, the influence of impurity atoms and mobility of charge carriers on on-state resistivity of Schottky junctions, estimation of the influence of tunneling current on junction breakdown, determination of breakdown integral, estimation of the influence of the leakage current caused by the barrier height inhomogeneities on current distribution through at the interface and the application of the general transport model for investigation of new type of Schottky structures like JBS (Junction Schottky Barrier Diode) or LDSS (Lateral Dual Sidewall Schottky Diode), etc.