Meistarafyrirlestur í eðlisfræði - Arnar Már Viðarsson

Meistaranemi: Arnar Már Viðarsson
Heiti verkefnis: Rannsóknir á veilum á samskeytum einangrara og kísilkarbíðs með leiðni- og rýmdarmælingum
___________________________________________
Deild: Raunvísindadeild
Leiðbeinandi: Einar Örn Sveinbjörnsson, prófessor í við Raunvísindadeild

Einnig í meistaranefnd: Snorri Þorgeir Ingvarsson, prófessor í við Raunvísindadeild
Prófdómari:  Halldór Guðfinnur Svavarsson, dósent við Tækni- og Verkfræðideild Háskólans í Reykjavík

Ágrip

Á undanförnum árum hefur kísilkarbíð (SiC) orðið mun vinsælla til notkunar í háspennu rafrásum. Hins vegar eru ýmis vandamál sem koma upp í SiC þar á meðal er lágur hreyfanleiki hleðslubera þegar einangrandi lag er ræktað á yfirborðið sem takmarka straumgetu rafsviðssmáranna. Þessi lági hreyfanleiki hleðslubera hefur verið rakinn til mikils þéttleika veilna á samskeytum SiC og einangrarans. Í þessu verkefni voru skoðaðir þéttar sem búnir voru til í SiC þar sem einangrandi lagið, sem er á milli undirlagsins og málsins, var úr mismunandi efnum og ræktuð með mismunandi aðferðum. Einangrarnir voru kísildíoxíð (SiO2), þurr oxíð og annealed með N2O og Na, álnítríði og kísil díoxíð stafla (AlN/SiO2) og áloxíði (Al2O3). Hi/Lo rýmdarmæliaðferð var notuð við að skoða veilur á samskeytum SiC og einangrarans. Nýlega tilkomið dreift rafrásarlíkan var notað til að ákvarða þéttleika grannveilna við samskeytin. Næmni Hi/Lo rýmdarmæliaðferðarinnar er hitastigsháð og eru því gerðar nokkrar mælingar til að skoða hvernig þéttleikin breytist með hitastigi. Niðurstöðurnar benda til að SiO2 hafi mjög mikinn veiluþéttleika við samskyitin á meðan veiluþéttleiki AlN/SiO2 og Al2O3 er mun lærri. Þó er grannveiluþéttleikin lægri fyrir SiO2 en hin sýnin. Leiðnimælingarnar benda til að AlN/SiO2 og Al2O3 hafi veilur sem leyfa smug í gegnum sig og valda lekastraum yfir hliðið en SiO2 sýnir nánast enga leiðni við háa uppsöfnun annað en smug til grunnra veilna í oxíðinu.