Yarıiletken aletlerin nümerik modellemesi

oz YÜKSEK LİSANS TEZİ YARIİLETKEN ALETLERİN NÜMERİK MODELLEMESİ M. izzettin YILMAZER ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI Danışman: Y. Doç. Dr. Metin ÖZDEMİR Yıl: 1999, Sayfa: 98 Jüri: Y. Doç. Dr. Metin ÖZDEMİR : Prof. Dr. Yüksel UFUKTEPE : Doç. Dr. Ramazan ESEN Yarıiletken aygıtlar endüstrinin bir çok alanında kullanılmaktadır. Aygıtların elektrik ve optik özelliklerinin bilinmesi, kullanım alanlarının gelişmesine yardımcı olacaktır. Bu özelliklerin araştırılması laboratuar çalışmaları ile yapılabileceği gibi bilgisayar simülasyon yöntemleri kullanılarak da yapılabilir. Bu çalışmada yarıiletken malzemelerin nümerik olarak simülasyonunun nasıl yapılabileceğinin araştırılması ve böylece modelleme yardımı ile verilen bir yarıiletken aygıtın çeşitli koşullar altında karakteristiklerinin bulunması amaçlanmıştır. Ayrıca çeşitli malzeme parametrelerinin ve ortam koşullarının etkisi de incelenmiştir. Nümerik simülasyon yöntemi olarak Monte Carlo yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemi kullanmak için yarıiletken malzeme içerisindeki yük taşıyıcılarının malzeme içindeki çeşitli merkezlerle olan etkileşme biçimi bilinmeli ve böylece aygıt Monte Carlo yöntemi ile etkin şekilde modellenebilmektedir. Bu modelleme ile aygıtın performansının ve temel karakteristiklerinin taşıyıcı yoğunluğu; malzemenin safsızlık konsantrasyonu, modellemede kullanılan parçacık sayısı, ortamın sıcaklığı gibi parametrelere bağlılığı da araştırılmıştır. Ayrıca bu işlemler için gerekli olan Fortran programları da yazılmıştır. Monte Carlo yöntemi, birden fazla parçacığın aynı anda simule edilmesini sağladığı, malzeme özelliklerinin kolayca simülasyon programına eklenebilmesine izin verdiği ve ayrıca bütün uzayda çözülmesi gereken bir dalga fonksiyonu yazılmasını gerektirmediğinden uygun ve hızlı bir çözüm yöntemidir. Anahtar Kelimeler: Yarıiletken, Monte Carlo Metodu, Saçılma mekanizmaları, Simülasyon, Modelleme.