Modeliranje transporta elektrona u galij-nitridnim tranzistorima s efektom polja

master's thesis

• Title (english): Modeling of electron transport in Gallium-nitride Field Effect Transistors
• Author: Sabina Krivec
• Mentor: Tomislav Suligoj (mentor)
• Committee member: Tomislav Suligoj (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Marko Koričić (član povjerenstva)
• Committee member: Mirko Poljak (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2014-07-11, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Cilj ovog rada je razvoj modela transporta nosilaca u GaN sloju MOS strukture s vrlo tankim tijelom te analiza promjene pokretljivosti pri niskim iznosima lateralnog polja s obzirom na skaliranje debljine GaN sloja i promjenu napona na upravljačkim elektrodama u slučajevima DG i SG strukture. Obavljen je poluklasični proračun pokretljivosti nosilaca u dvodimenzionalnom elektronskom plinu temeljen na Fermijevom zlatnom pravilu i aproksimaciji vremena relaksacije momenta. Uzimajući u obzir relevantne mehanizme raspršenja nosilaca te analizom pojedinog mehanizma raspršenja na transport nosilaca unutar GaN sloja zaključeno je da najveći utjecaj na pokretljivost pri malim iznosima električnog polja ima raspršenje na Coulombovim centrima, dok pri većim iznosima el. polja dominantan utjecaj na pokretljivost ima raspršenje na međupovršinama. Usporedbom pokretljivosti za slučajeve DG i SG strukture zaključeno je da je pokretljivost u slučaju DG strukture veća od SG strukture, što je pogotovo istaknuto za debljine tijela od 3 do 10 nm, gdje se u slučaju DG strukture javljaju maksimumi pokretljivosti kao posljedica inverzija volumena pri srednjim iznosima napona upravljačke elektrode.

Abstract (english)

In this thesis, the modeling of electron transport in GaN UTB structure and the analysis of low field mobility considering the scaling of body thickness and application of different gate voltages for DG and SG structure is reported. For transport calculation a semi-classical approach was used based on Fermi golden rule and momentum relaxation time approximation. Scattering mechanisms that were included in the analysis were: acoustic (AP) and polar optical (POP) phonon scattering, surface roughness (SR) scattering and Coulomb scattering on impurities and interface charge (CO). It was concluded that CO scattering exhibits the strongest influence on the mobility at low gate voltages, while SR scattering degrades mobility at higher gate voltages. Comparison of the transport properties of DG and SG structures has shown that DG architecture offers higher mobility values for body thicknesses between 3 nm and 10 nm due to the volume inversion at moderate gate voltages.

• Keywords: GaN; transport elektrona; raspršenje na akustičkim i polarnim optičkim fononima; raspršenje na međupovršinama; raspršenje na Coulombovim centrima; DG; SG
• Keywords (english): GaN; acoustic phonon scattering; polar optical phonon scattering; surface roughness scattering; Coloumb centers; DG; SG
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:279084
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2018-02-06 09:55:01