"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7183
ETF7183 "Laia keelutsooniga materjalidel pōhinevate pooljuhtstruktuuride kontaktid: üleminekuala kompositsioon ja morfoloogia ning modelleerimine (1.01.2007−31.12.2010)", Toomas Rang, Tallinna Tehnikaülikool, Infotehnoloogia teaduskond.
ETF7183
Laia keelutsooniga materjalidel pōhinevate pooljuhtstruktuuride kontaktid: üleminekuala kompositsioon ja morfoloogia ning modelleerimine
Contacts in wide bandgap based semiconductor structures: composition, morphology, and modelling of intermediate layer
1.01.2007
31.12.2010
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.8. Elektrotehnika ja elektroonikaT170 Elektroonika 2.2. Elektroenergeetika, elektroonika (elektroenergeetika, elektroonika, sidetehnika, arvutitehnika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2007−31.12.2007120 000,00 EEK (7 669,40 EUR)
01.01.2008−31.12.2008120 000,00 EEK (7 669,40 EUR)
01.01.2009−31.12.2009115 200,00 EEK (7 362,62 EUR)
01.01.2010−31.12.2010115 200,00 EEK (7 362,62 EUR)
30 064,04 EUR

Projekti üheks teaduslikuks eesmärgiks on modifitseerida laia keelutsooniga pooljuhtmaterjalidel pōhinevate Schottky üleminekute mudeleid vōttes arvesse varjuteguri (shape function) käitumist arvestades neid uusi tulemusi, mida saime lōppeva grandi täitmisel üleminekuala laengukandjate transporti uurides. Teiseks planeerime välja töötada Schottky siiretes toimuvate termiliste nähtuste kirjeldamiseks sobivat üldistatud mudelit laia keelutsooniga poooljuhtmaterjalide eripärasid arvestades. Meie senised uuringud viitavad, et difusioonkeevituse abil valmistatud Schottky kontaktides (interface) toimuvad täiendavad keerukad füüsikalis-keemilised nano-protsessid, mis avaldavad mōju nii varjutegurile kui ka transpordinähtustele üldisemalt. Difusioonkeevituse abil valmistatud kontaktide puhul tuleb arvestada seda, et meetod on metalli ja pooljuhi vahelise vahekihi (sub-contact or interface layer) strukturaalset kompositsiooni silmas pidades nanoprotsess ning kontakti valmistamise käigus tekkiv tangentsiaalne surve kutsub esile pinnakihi dislokatsioonide (intrinsic dislocations) liikumise, mis omakorda provotseerib punktdefektide ja dislokatsioonide omavahelise vastastikmōju, mille tulemusena üleminekukihi käitumine komplitseerub täiendavalt. L?pptulemusteks on esiteks oluliselt täpsem ning teoreetiliselt korrektne laia keelutsooniga materjalidel p?hinevate Schottky siirete käitumist kirjeldav üldistatud mudel, mis arvestab üleminekuala laengukandjate, dislokatsioonide ja defektide mōju seda üleminekuala iseloomustavate Schottky pōhiparameetrite, nagu Richardsoni tegur, barjääri kōrgus, ideaalsustegur arvestamist varjuteguris ning teiseks töötatakse välja oluliselt täpsemad algoritmid eespool kirjeldatud mudelite parameetrite määramiseks. Töö hüppoteesiks on, et pinnaolekute, dislokatsioonide ja defektide käitumist iseloomustavate korrektsete termiliste mōōtmistega ühelt poolt ning laia keelutsooniga materjalidel p?hinevate Schottky siirete varjutusteguri (shape function), mis arvestab siirdealas asuvate defektide (sh tehnoloogiliste) ja kontaktiala mittehomogeensustest tingitud potentsiaalibarjääri k?rguse ebaühtlusega teiselt poolt, me suudame oluliselt täpsustada Schottky siiretes tomivaid protsesse kirjeldavate mudelite täpsust. Uurimise on planeeritud vōtta nii SiC, GaN, C (teemant), aga ka GaAs kui vōimalikud alusmaterjalid. Erilise tähelepanu alla vōetakse sügavatel nivoodel (deep level) asuvate defektide detekteerimise meetodid ja nende mōju uurimine üleminekuala teistele parameetritele.
The scientific aim of the project is to upgrade the theoretical model describing the behaviour of the wide bandgap based materials Schottky interfaces taking into account the behaviour of the shape function, and to develop new thermal model(s) for such interfaces. During the formation of metal-semiconductor contacts the complicated physical-chemical nano-processes are going on at the boundary. As a result, between the metal and semiconductor a transition layer will be formed, the chemical composition of which and electro-physical properties are determined by the properties of the contact materials and by technology conditions of contact fabrication. Diffusion welding as a metallization process introduces the reforming nano-process for the structural composition of sub-contact layer (interface). The attendant tangential stresses can put in motion the intrinsic dislocations in surface layer of semiconductor and can provoke the interaction of point defects with dislocations. The combination of these processes makes the surface situation of semiconductor even more complicated. With the help of new improved model(s), which will take into account the thermal behaviour of both type of charge carriers and the temperature influence on traps and on technological dislocation and defects inside the interface region, the modified basic Schottky interface parameters (Richardson’s coefficient, barrier height, ideality factor, etc.) will be modified. First, the outcome is essentially exact and substantially correct model for interface region, and secondly the algorithms for determination of model parameters. The hypothesis of this work is that with the help of exact experiments for determination of thermal properties of the interface states, dislocations and defects and with the proper definition of shape function depending on temperature dependence of defects (included technological) and inhomogeneities at the interface, we can create a possibility to decrease the inexactness of the model for the whole Schottky interface. Under research has been planned to take the wide bandgap materials like SiC, GaN and C (Diamond) and probably GaAs as well. Special attention will be put on detection and characterization of deep level defects and their influence on other interface parameters.