Pb/p-Si/Al schottky kontakların sıcaklığa bağlı akım-voltaj ve kapasite-voltaj ölçümlerinden karakteristik parametrelerinin incelenmesi
Investigation of the characteristic parameters of Pb/p-Si/Al schottky contacts from the temperature dependent current-voltage and capacitance-voltage measurement
Yazar: ENİSE ÖZERDEN
Danışman: Y.DOÇ.DR. ÇİĞDEM NUHOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Pb/p-Sİ/Al SCHOTTKY KONTAKLARIN SICAKLIĞA BAĞLI AKIM- VOLTAJ VE KAPASİTE-VOLTAJ ÖLÇÜMLERİNDEN KARAKTERİSTİK PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Enise ÖZERDEN Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Çiğdem NUHOĞLU Bu çalışmada [100] doğrultusunda büyütülmüş, 300-400 um kalınlıkta ve oda sıcaklığında 2.62 Ocm özdirence, Na=5.313x 1015 cm"3 doping konsantrasyonuna sahip p-tipi Si kristali kullanıldı. p-Si'un mat yüzeyi üzerine Al metali buharlaştırılarak ve N2 atmosferinde 580°C'de 3 dakika tavlanarak omik kontak yapıldı. Schottky kontakları elde edebilmek için yarıiletkenin parlak yüzeyine 10"5 törr basınçta 1 mm çapında dairesel noktalar şeklinde Pb metali buharlaştırıldı. Böylece Pb/p-Si/Al Schottky diyotları elde edildi. Elde edilen Pb/p-Si/Al yapının sıvı azot sıcaklığından başlayarak oda sıcaklığına kadar yaklaşık olarak 20 K'lik adımlarla sıcaklığa bağlı (77-300 K) I-V ve C-V ölçümleri alındı. Sıcaklığa bağlı bu ölçümlerden elde edilen deneysel datalar yardımıyla gerekli grafikler çizildi. I-V grafiklerinden engel yükseklikleri ve idealite faktörleri bulundu. Elde edilen I-V karakteristikleri yardımıyla engel yüksekliğinin artan sıcaklıkla arttığı, idealite faktörünün ise azaldığı görüldü. Bu durum engelin yanal inhomoj enliğine atfedildi. Ayrıca I-V ölçümlerinden yararlanılarak Richardson eğrileri çizildi. Bu eğrilerden ortalama engel yüksekliği ve Richardson sabiti <3>i = 0.829 eV ve A =25.681 A I K2 cm2 bulundu. Yine bu karakteristiklerden yararlanılarak ortalama engel yüksekliği ve standart sapma değerleri sırasıyla <&b = 0.831 eV ve cr0 =0.078 V olarak bulundu. Pb/p-Si/Al Schottky diyodunun 200 kHz ve 500 kHz frekans değerlerinde C-V ölçümleri alındı ve grafikler çizildi. Bu grafikler yardımıyla dİfüzyon potansiyelleri, Fenni enerji seviyesi değerleri ve dolayısı ile de engel yükseklikleri değerleri elde edildi. Kapasitenin artan sıcaklıkla arttığı görüldü. 2005, 84 Sayfa Anahtar Kelimeler: Metal/Yarıiletken Kontaklar, Sıcaklık, Schottky Diyotlar, Schottky Engel Yüksekliği, Engel İnhomoj enliği.

Abstract:
ABSTRACT Master Thesis INVESTIGATION OF THE CHARACTERISTIC PARAMETERS OF Pb/p-Si/Al SCHOTTKY CONTACTS FROM THE TEMPERATURE DEPENDENT CURRENT- VOLTAGE AND CAPATICANCE- VOLTAGE MEASUREMENTS Enise ÖZERDEN Atatürk University Graduate School of Naturel and Applied Sciences Department of Physics Supervisor: Asst. Prof. Dr. Çiğdem NUHO?LU In this study, an p-Si wafer with [100] orientation, 300-400 um thickness and 2.62 Qcm resistivity, having doping concentration of Na~5.3 13 x 1015 cm"3 was used. Omic contact was made by evaporating the Al metal to the back side of te sample under N2 atmosphere and at 580°C for 3 minutes. To obtain the Schottky contacts Pb metal was evaporated to Si under 1 Q"5 torr pressure with the shape of 1 mm diameter circles. Then the Pb/p-Si/Al Schottky diodes was formed. The I-V and C-V measurements of this structure were obtained in the range of 77 K to 300 K by steps of 20 K. Using experimental data, required graphics were plotted as a function of temperature. The barrier heights and ideality factors were calculated from I-V characteristics. It was seen that, the ideality factors decreased with increasing temperature, while the barrier heights increased. This finding was attributed the lateral barrier inhomogeneity. Richardson plots were obtained by using I-V characteristics. The values of mean barrier heights, Richardson costant ve standart deviation were found to be ® & = 0.829 eV, A* =25.681 A/K2cm2, öz, = 0.831 eV and aQ =0.078 V respectively from Richardson plots. C-V measurements of the Pb/p-Si/Al Schottky diodes were obtained at all temperatures and at the frequencies of 200 kHz and 500 kHz. C-V graphics were plotted depending on temperature. The diffusion potentials, Fermi levels and barrier heights calculated from C-V characteristics. Consequently, it was seen that, the capacitance values increased with increasing temperature. 2005, 84 Pages Keywords: Metal/Semiconductor Contacts, Temperature, Schottky Diodes, Schottky Barrier Height, Barrier inhomogeneity. u