This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2016 (EN)
Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός και προσομοίωση δομών Ni/SiNx/InN
Electrical characterization and modeling of Ni/SiNx/InN MIS structures

Μπελενιώτης, Πέτρος Κ.

Δεληγεώργης, Γεώργιος
Ηλιόπουλος, Ελευθέριος
Γεωργακίλας, Αλέξανδρος

To Indium Nitride (InN) είναι ένας ημιαγωγός με εξαιρετικές ιδιότητες, όπως χαμηλή ενεργό μάζα ηλεκτρονίων, υψηλή ευκινησία ηλεκτρονίων και υψηλή ταχύτητα ολίσθησης ηλεκτρονίων, καθιστώντας το υποψήφιο για ηλεκτρονικά υψηλών επιδόσεων. Παρόλα αυτά, σε πυκνωτές Μετάλλου-Οξειδίου-Ημιαγωγού (MOS) ή δίοδους Schottky, με InN ως ημιαγωγό, έχει παρατηρηθεί μία ανικανότητα της επαφής πύλης να ελέγξει την συγκέντρωση ηλεκτρονίων. Σε αυτή την εργασία, η δομή Silicon Nitride (SiNx)/Indium Nitride (InN) μελετήθηκε και αναλύθηκε. Πυκνωτές Μετάλλου-Μονωτή-Ημιαγωγού (MIS) για δύο πάχυ διηλεκτρικού (5 και 10 nm SiNx) μελετήθηκαν με διάφορες τεχνικές. Ο ημιαγωγός InN αναπτύχθηκε σε σύστημα PAMBE, όπου και εναποτέθηκε in-situ το SiNx στο στρώμα InN. Μετρήσεις Ρεύματος-Τάσης και Χωρητικότητας-Τάσης πραγματοποιήθηκαν, καθώς και μετρήσεις TLM, με σκοπό τον προσδιορισμό της αντίστασης φύλλου του ημιαγωγού. Ακόμα, για τον προσδιορισμό του ρεύματος διαρροής στο διηλεκτρικό, πραγματοποιήθηκε ανάλυση των μηχανισμών αγωγιμότητας. Τα πειραματικά αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αποτελέσματα που προέκυψαν από αυτοσυνεπή επίλυση των εξισώσεων Schrödinger-Poisson. Οι πυκνωτές MIS παρουσίασαν χαμηλό ρεύμα διαρροής και απογύμνωσαν πλήρως τη συγκέντρωση ηλεκτρονίων στο InN. Η σύγκριση των πειραματικών τιμών της τάσης κατωφλίου VT και της συγκέντρωσης ηλεκτρονίων ns με τους υπολογισμούς SCSP, προτείνουν την παρουσία θετικού φορτίου στη διεπιφάνεια SiNx/InN. Τέλος, η ανάλυση των μηχανισμών αγωγιμότητας δείχνει ότι δύο βασικοί μηχανισμοί (αγωγιμότητα λόγω Hopping και διέλευση σύραγγος Fowler-Nordheim) συνεισφέρουν στο ρεύμα διαρροής. (EL)
Indium Nitride is a semiconductor with outstanding material properties, such as low electron effective mass, high electron mobility and high electron drift velocity, making it a candidate for high performance electronics. However, in Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) capacitors or Schottky diodes, with InN as the semiconductor, an inability of the gate contact to control the electron concentration has been observed. In this Thesis, Silicon Nitride (SiNx)/Indium Nitride (InN) structure was investigated and analyzed. Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) capacitors for two dielectric thicknesses (5 and 10 nm SiNx) were analyzed by various techniques. The semiconductor InN was grown in a PAMBE system, where the SiNx was deposited in-situ on the InN layer. Current-Voltage (I-V) as well as Capacitance-Voltage (C-V) measurements were carried out. Transmission-Line-Model (TLM) measurements, in order to determine the sheet resistance in the semiconductor, were carried out too. Also, for specifying the leakage current in the dielectric, conduction mechanisms analysis was taken place. The experimental results were compared with self-consistent Schrödinger-Poisson calculations. The MIS capacitors exhibited low leakage current and fully depleted the electron concentration in InN. The comparison of the experimental threshold voltage VT and electron concentration ns with SCSP calculations suggests the presence of a positive charge at SiNx/InN interface. Conduction mechanisms analysis suggests that two main mechanisms (Hopping conduction and Fowler-Nordheim tunneling) contribute to the leakage current. (EN)

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Indium Nitride
Metal Insulator Semiconductor
MISCAP
MIS capacitor

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

English

2016-11-18


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)