Ti/p-Si schottky diyotlarının karakteristik parametrelerinin belirlenmesi
The determination of the characteristics parameters of the Ti/p-Si schottky diodes
Yazar: BÜNYAMİN ŞAHİN
Danışman: DOÇ.DR. ENİSE AYYILDIZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada kullanılan Ti/p-Si Schottky diyotlar; 5 - 1 0 Q.cm özdirençli Si(100) yarıiletkenin bir yüzeyine doğrultucu kontak için Ti (% 99.99) ve diğer yüzeyine omik kontak için Al (% 99.99) buharlaştırılarak elde edilmiştir. Aynı şartlarda aynı kristal üzerine yapılan 45 tane Ti/p-Si Schottky diyotunun oda sıcaklığında ve karanlıkta akım-gerilim (I-V) karakteristikleri HP 4140B picoampermeter cihazı kullanarak yapılmıştır. Her bir diyotun doğru-beslem \nl -V grafiğinin doğru kısmının eğiminden idealite faktörü n' nin değerinin 1.019 ile 1.196 arasında değiştiği, aynı grafiklerin İn/ eksenini kestiği noktadaki değerlerden ise engel yüksekliklerinin 0.530-0.613 eV arasında değiştiği bulunmuştur. Ayrıca, her bir diyotun kapasite-gerilim (C-V) ölçümleri HP 4192A LF Impedance Analyzer sistemi kullanılarak oda sıcaklığında ve 1MHz frekansta yapılmıştır. Kapasite- gerilim ölçümlerinden çizilen ters-beslem (c~2 - V) grafikleri yardımıyla engel yüksekliğinin 0.554-0.900 eV aralığında, akseptör konsantrasyonunun 1.793i? + 15 - 2.568i? + 15 cm'3 aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Bunlara ilave olarak, her bir diyotun doğru-beslem (I-V) karakteristiklerinden elde edilen Cheung fonksiyonları kullanılarak seri direnç değerleri 85,831-97.9220 aralığında, potansiyel engel yüksekliklerinin 0.554-0.900 eV aralığında değiştiği belirlenmiştir. Aynı şartlar altında ürettiğimiz Ti/p-Si Schottky diyotlarının idealite faktörleri ile engel yükseklikleri arasındaki lineer ve ters orantılı ilişkiler yanal inhomojenliğe atfedilmiştir. Bu çalışmada elde edilen diyot parametreleri literatürde mevcut deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların uyum içinde olduğu görülmüştür.Anahtar kelimeler: Schottky diyot, Silisyum, idealite faktörü, engel inhomojenitesi, metal-yarıiletken kontak.

Abstract:
The Ti/p-Si Schottky diodes used in this study have been fabricated by evaporating Ti(%99,99) for rectifying contact one face of p-type Si wafer with 5 - \0Q.cm resistivity and Al the other face for ohmic contact. The current-voltage (I-V) characteristics of total of 45 Ti/p-Si Schottky diodes identically prepared on the same semiconductor surface have been measured by using a HP 4140B picoampermeter at the room temperature and in the dark. The ideality factory determined from the slope of the linear region and barrier heigts obtained from the extrapolation Io of the semilog forward bias \nI-V characteristics of each one of the diodes have been found in the range of 1.019-1.196, 0.530-0.613 eV respectively. Furthermore, the capacitance-voltage (C-V) measurements of each diode have been made by using a HP 4192A LF Impedance Analyzer at the room temperature and 1MHz frequency. The barrier heights and the acceptor concentrations deduced from the reverse bias C~2 - V plots have been ranged from 0.554 to 0.900 eV and 1.793İS+ 15- 2.568ü' + 15 C7?r3, respectively. In addition to those, the values of the barrier height and the series resistance have been found in the range of 0.554-0.900 eV and 85,831- 97.922 Q, respectively, by using Cheung's functions derived from the forward bias current- voltage characteristics of each one of the diodes. The linear and reverse relationship between experimental Schottky barrier heights and ideality factories for identically prepared Ti/p-Si Schottky diodes has been attributed to spatial variations of the barrier heights.Key words: Schottky diode, silicon, ideality factor, barrier inhomogenety, metal- semiconductor contacts.