Mobilidade anisotrópica no semicondutor 6H-SiC
Keywords:
Semicondutores, Mobilidade eletrônica, Carbeto de silício, 6H-SICAbstract
Neste trabalho, foi deduzido teoricamente a velocidade de deriva, o deslocamento e a mobilidade dos portadores de carga em um semicondutor de grande interesse tecnológico atual, o semicondutor 6H-SiC. A caracterização e o conhecimento destas propriedades são de extrema importância para a fabricação de componentes eletrônicos pela indústria de semicondutores. Para o estudo aqui realizado, foi utilizada uma equação diferencial quântica de transporte. A aplicação se deu no semicondutor 6H-SIC dopado tipo n levando-se em consideração variações da temperatura (de 0º a 100ºC) e da intensidade e direção do campo elétrico aplicado no semicondutor. O principal resultado obtido é que a mobilidade eletrônica é maior quando o campo elétrico é aplicado na direção perpendicular ao eixo c da rede cristalina do semicondutor 6H-SiC.
References
ALFANO, R. R. Semiconductors probed by ultrafast laser spectroscopy. New York: Academic, 1984. v. 1 e 2.
BALIGA, B. J. Gallium nitride and silicon carbide power devices. Singapore: World Scientific Phublishing, 2016.
CORRÊA, A. M. D.; RODRIGUES, C. G.; LUZZI, R. Electron transport in bulk n-doped 3C-SiC by using a non-equilibrium quantum kinetic theory. European Physics Journal B, v. 92, p. 261, 2019.
DHAR, S.; GHOSH, S. Low field electron mobility in 6H-SiC. Journal of Applied Physics, v. 88, n. 11, p. 6519, 2000.
FRAGA, M. A.; PESSOA, R. S.; MASSI, M.; MACIEL, H. S. Carbeto de silício como material base para sensores MEMS de uso aeroespacial: uma visão geral. Revista Matéria, v. 19, p. 274, 2014.
HEBALI, M.; BENNAOUM, M.; BERKA, M.; BEY, A. B.; BENZOHRA, M.; CHALABI, D.; SAIDANE, A. A high electrical performance of DG-MOSFET transistors in 4H-SiC and 6H-SiC 130 nm technology by BSIM3v3 model. Journal of Electrical Engineering, v. 70, p. 145, 2019.
IWATA, H.; ITOH, K. M. Donor and acceptor concentration dependence of the electron Hall mobility and the Hall scattering factor in n-type 4H- and 6H-SiC. Journal of Applied Physics, v. 89, n. 11, p. 6228, 2001.
IWATA, H.; ITOH, K. M.; PENSL, G. Theory of the anisotropy of the electron Hall mobility in n-type 4H- and 6H-SiC. Journal of Applied Physics, v. 88, p. 1956, 2000.
IZHEVSKYI, V. A.; GENOVA, L. A.; BRESSIANI, J. C.; BRESSIANI, A. H. A. Review article: silicon carbide: structure, properties and processing. Cerâmica, v. 46, p. 297, 2000.
JOSHUA, T. Characterization of 4H-SiC MOSFETs. 2016. Disponível em: https://www.joshuataillon.com/project/silicon-carbide. Acesso em: 2 abr. 2020.
KITELL, C. Introduction to solid state physics. 7. ed. New York: John Wiley & Sons, 1996.
MADELUNG, O. Introduction to solid-state theory. Berlin: Springer, 1996.
MATIAS, P. C. Produção de carbeto de silício reforçado por óxido de grafeno. 2016. Disponível em: https://docplayer.com.br/50845730-Philipe-cardoso-matias.html. Acesso em: 2 abr. 2020.
MENG, F.; MA, J.; HE, J.; LI, W. Phonon-limited carrier mobility and temperature-dependent scattering mechanism of 3C-SiC from first principles. Physical Review B, v. 99, p. 45201, 2019.
MITRIDIS, S. Determination of lattice site location of impurities in compound semiconductors, by transmission electron microscopy. Physics of Advanced Materials Winter School 2008, p. 1-17, 2011. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/274719826. Acesso em: 2 abr. 2020.
PERSSON, C.; SILVA, A. F. Electronic properties of intrinsic and heavily doped 3C-, nH-SiC (n = 2, 4, 6) and III-N (III = B, Al, Ga, In). In: HENINI, M.; RAZEGHI, M. (ed.). Optoelectronic devices: III-nitrides. London: Elsevier, 2005. v. 1, cap. 17, p. 479-559.
PHAN, H. P. Piezoresistive effect of p-type single crystalline 3C-SiC: silicon carbide mechanical sensors for harsh environments. Berlin: Springer, 2017.
RODRIGUES, C. G. Tópicos de física matemática para licenciatura. São Paulo: LF, 2017.
RODRIGUES, C. G.; VASCONCELLOS, A. R.; LUZZI, R. A kinetic theory for nonlinear quantum transport. Transport Theory and Statistical Physics, v. 29, p. 733, 2000.
SADDOW, S.; VIA, F. L. Advanced silicon carbide devices and processing. London: IntechOpen, 2015.
TOMÉ, T.; OLIVEIRA, M. J. Dinâmica estocástica e irreversibilidade. São Paulo: Ed. USP, 2001.
UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul). Instituto de Geociências. Museu de Mineralogia e Petrologia “Luiz Englert”. Propriedades físicas. Disponível em: http://www.ufrgs.br/museumin/MINPropFisicas.htm. Acesso em: 10 maio de 2020.
VASCONCELOS, J. L.; RODRIGUES, C. G.; LUZZI, R. Anisotropic hole drift velocity in 4H-SiC. Materials Science and Engineering B, v. 249, p. 114426, 2019a.
VASCONCELOS, J. L.; RODRIGUES, C. G.; LUZZI, R. Study of electron transport in 4H-SiC by using nonequilibrium statistical ensemble formalism. Brazilian Journal of Physics, v. 49, p. 494, 2019b.
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