Caracterização de transistores de filme fino produzidos com diamante CVD dopado com nitrogênio

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Gouvêa, Evaldo Chagas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Diamante CVD; Diamante dopado com nitrogênio; Transistor de filme fino; Caracterização elétrica; Reator de filamento quente; CVD diamond; Nitrogen-doped diamond; Thin-film transistor; Electrical characterization; Hot-filament chemical vapor deposition reactor; Transistores de potência; Dispositivos de filme fino; Semicondutores dopados
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/213919

Transistores de filme fino são uma variação dos transistores MOSFET, porém fabricados com estrutura plana. Vários materiais podem ser usados para produzi-los, incluindo diamante dopado com diferentes elementos, agindo como semicondutor. Diamante dopado com nitrogênio é utilizado para fabricar componentes eletrônicos como MOSFETs. No entanto, não há trabalhos relacionando o uso de diamante dopado com nitrogênio em transistores de filme fino. Nesse trabalho, as características estruturais e elétricas de transistores de filme fino feitos com diamante dopado com nitrogênio são determinadas. Foi feita a deposição de filmes de diamante CVD sobre substrato de silício usando diferentes percentuais de nitrogênio (0%; 0,5% e 1%), em reator de filamento quente. As características estruturais e superficiais dos filmes foram obtidas utilizando microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e espectroscopia Raman. As características elétricas dos transistores de filme fino feitos com diamante CVD foram determinadas a partir das curvas de corrente versus tensão dos componentes. Os resultados indicam que os filmes produzidos cresceram uniformemente sobre os substratos, com superfície rugosa e tamanho dos grãos reduzido pela inclusão de nitrogênio. O nitrogênio é incorporado aos filmes de forma intersticial, elevando a resistividade elétrica do diamante. Com 0,5% de nitrogênio, não houve a formação adequada de um transistor de filme fino. Para 1%, obteve-se um transistor de filme fino cuja corrente de dreno é diretamente proporcional à tensão de porta aplicada, mas com relação exponencial entre a corrente de dreno e a tensão dreno-fonte, o que difere da literatura tradicional. O transistor de filme fino é adequado para circuitos de baixa potência, devido aos baixos valores de corrente de dreno do dispositivo.