OPTOELEKTRONİK CİHAZLARIN MODELLENMESİ İÇİN III-V BİLEŞİKLERİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE SICAKLIĞIN VE BASINCIN ETKİSİ

Abstract

ÖZET

Günümüzde hızla gelişen ileri teknolojilerin en büyük gereksinimlerinin biri, veri iletişimi alanında kullanılan yarı iletken cihazlarda ve entegre devrelerinde kullanılan malzemelerin miktarını en aza indirgemek, uzun ömürlü ve daha az enerji harcayarak cihazların kalitesini artırmaya yöneliktir. 1947 yılında Bipolar transistorların icadı ile birlikte, yarı iletken esaslı malzemelerin, cihazların üretimi ve potansiyel uygulamaları üzerine araştırmalar hızla gelişmiştir. Yarı iletken cihazlar dört ana grupta sırasıyla, Bipolar Transistorlar, Ünipolar Transistor, Fotonik Cihazlar, Mikro Dalga Transistorlar olarak sınıflandırabilir.

GaAs, InGaN ve III-V grup bileşikleri üzerine dayandırılan yarı iletken cihazların bilim ve teknolojideki önemli uygulamalarına rağmen, halen sıcaklık, basınç ve konsantrasyonun artmasına bağlı olarak çözümlenmesi gereken konular bulunmaktadır.

GaAs, InGaN ve III-V grup bileşiklerinin sıcaklığın artmasına bağlı olarak, enerji bant aralığı, elektron ve boşlukların etkin kütlesi azalırken, dielektrik sabiti artış göstermektedir. Dolaysıyla yüksek sıcaklık ve basıncın heteroyapılı Bipolar ve Alan Etkili Transistörlerin performansı, enerji bant aralığına ve malzemenim diğer fiziksel özelliklerine bağlı olarak değişim gösterebilmektedir.

Bu tezde, yarı iletken cihazların yapısal ve fiziksel özelliklerinin üzerine, farklı sıcaklık ve iyon konsantrasyonlarının çeşitli yarı iletken diyotların (LED) enerji bant aralıkları, iyon konsantrasyonları ve mobilitelerinin değişimi irdelenmiştir. ABSTRACT

One of the biggest requirements of today's rapidly developing advanced technologies is to minimize the amount of materials used in semiconductor devices and integrated circuits used in the field of data communication and to increase the quality of devices by consuming less energy and life time. With the invention of bipolar transistors in 1947, research on the production and potential applications of semiconductor based on advanced materials and devices developed. Semiconductor devices can be classified into four main groups as Bipolar Transistors, Unipolar Transistors, Photonic Devices, Microwave Wave Transistors, respectively.

Despite the important applications of semiconductor devices based on GaAs, InGaN and III-V group compounds in science and technology, there are still issues that need to be solved due to increasing temperature, pressure and concentration. Due to the

increase in temperature of the GaAs, InGaN and III-V group compounds, the energy band gap, the effective mass of electrons and holes decrease while the dielectric constant increases. Hence, the performance of high-temperature and pressure of the heterostructured Bipolar and Field Effect Transistors may vary depending on the energy bandgap and other physical properties of the semiconductor material.

In this researches, on the structural and physical properties of semiconductor devices, the changes in energy bandgap, ion concentrations and mobilities of various semiconductor diodes (LEDs) for different temperature and ion concentrations has been investigated.