Μικροηλεκτρονικά στοιχεία τύπου θυρίστορ από λεπτά υμένια άμορφων ημιαγωγών

Abstract

IN THE PRESENT PH.D THESIS A THYRISTOR-LIKE THRESHOLD SWITCH WAS, FOR THE FIRSTTIME, SUCCESFULLY FABRICATED USING THIN FILMS OF NON-HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON (A-SI) OR NON-HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON CARBIDE (A-SIC). THE BEHAVIOUR OF THIS SWITCH UNDER DIFFERENT LIGHT (DIFFERENT WAVELENGTHS OF THE INCIDENT LIGHT) AND TEMPERATURE CONDITIONS, WAS STUDIED. THE CHARACTERISTICS OF THE SWITCH FOR DIFFERENT TYPES OF CRYSTALLINE SILICON SUBSTRATES WERE ALSO STUDIED, AND THE SWITCHING SPEED OF THE DIVICE WAS CALCULATED USING THE MEASURED VALUES OF RISE AND FALL TIMES. FINALLY, A MODEL PREDICTING A DEVICE OPERATION IN AGREEMENT WITH THE ABOVE EXPERIMENTAL RESULTS IS PRESENTED AND DISCUSSED. THE MAIN CONCLUSIONS DRAWN FROM THE PRESENT WORK ARE AS FOLLOWS: 1) THE SWITCHES EXHIBIT A THYRISTOR-LIKE BEHAVIOUR, 2) THEY ARE FABRICATED USING NON-COMPLICATED AND CHEAP FABRICATION TECHNIQUES, 3) THEY USE A SINGLE LAYER OF NON-HYDROGENATED AMORPHOUS SEMICONDUCTOR, 4) THEIR ELECTRICAL CHARACTERISTICS CAN BE REVERSIBLY CONTROLLED BY THE AFFECT OF LIGHT INTENSITY, HEAT OR A GATE ELECTRODE ON THEIR C-SI(P) BASE REGION, AND 5) THEY EXHIBIT THE LOWEST EVER REPORTED VALUES OF RISE (TR) AND FALL (TF) TIMES (TR=2.7NS AND TF=3NS).

ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΚΕ, ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ ΦΟΡΑ,ΕΝΑΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΚΑΤΩΦΛΙΟΥ ΤΥΠΟΥ-ΘΥΡΙΣΤΟΡ ΑΠΟ ΥΜΕΝΙΑ ΜΗ ΥΔΡΟΓΩΝΟΜΕΝΟΥ ΑΜΟΡΦΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ (Α-SI) ΚΑΙ ΑΝΘΡΑΚΟΠΥΡΙΤΙΟΥ (Α-SIC). ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ Η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΔΙΑΚΟΠΤΗ ΚΑΤΩ ΑΠΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ (ΔΙΑΦΟΡΑ ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ ΦΩΤΟΣ) ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ. ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΑΝ, ΕΠΙΣΗΣ, ΟΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΕΣ ΤΟΥ ΔΙΑΚΟΠΤΗ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ, ΤΕΛΟΣ, ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΚΕ Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ (SWITCHING-SPEED) ΤΟΥ ΔΙΑΚΟΠΤΗ ΑΠΟ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΧΡΟΝΩΝ ΑΝΟΔΟΥ (TR) ΚΑΙ ΚΑΘΟΔΟΥ (TF) ΤΩΝ ΠΑΛΜΩΝ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΑΥΤΟΥ. ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ, ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ ΕΝΑ ΠΡΟΤΥΠΟ (ΜΟΝΤΕΛΟ) ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΔΙΑΚΟΠΤΗ ΠΟΥ ΣΤΗΡΙΖΕΤΑΙ ΣΤΑ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ, ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΚΑΙ ΕΡΜΗΝΕΥΕΙ ΕΠΙΤΥΧΩΣ. ΤΑ ΚΥΡΙΩΤΕΡΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΠΑΡΑΚΑΤΩ: 1) ΟΙ ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΠΑΡΟΜΟΙΑ Μ'ΑΥΤΗ ΤΩΝ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ ΘΥΡΙΣΤΟΡ, 2) ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΑΠΛΕΣ ΚΑΙ ΦΘΗΝΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ, 3) ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΕΝΑ ΜΟΝΟ ΣΤΡΩΜΑ ΑΜΟΡΦΟΥ ΜΗ ΥΔΡΟΓΩΝΟΜΕΝΟΥ ΗΜΙΑΓΩΓΟΥ, 4) ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΤΟΥΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΕΛΕΓΧΘΟΥΝ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΦΩΤΟΣ, ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, Η ΕΝΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟΥ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΤΥΠΟΥ-Ρ ΚΑΙ, ΤΕΛΟΣ, 5) ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΤΙΣ ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ ΑΝΑΦΕΡΘΕΙΣΕΣ ΣΤΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΙΜΕΣ ΧΡΟΝΩΝ ΑΝΟΔΟΥ TR=2,7NS ΚΑΙ ΚΑΘΟΔΟΥ TF=3NS.