Işık yardımlı elektrodepozisyon yöntemiyle GaN/p-Si diyotların üretilmesi ve anahtarlama sürelerinin ölçümü
Fabrication of GaN/p-Si diodes by light-assisted electrodeposition and measurement of switching times
Yazar: ÖZCAN BİRGİ
Danışman: PROF. DR. ABDULKADİR SERTAP KAVASOĞLU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Kimya = Chemistry
Dizin: Anahtarlama = Switching ; Diyodlar = Diodes ; Elektriksel karakterizasyon = Electrical characterization ; Elektrodepozisyon = Electrodeposition

Özet:
Bu tez çalışmasında, ışık yardımlı ve karanlık ortamda gerçekleştirilen
elektrodepozisyon yöntemi ile p-Si (100) alttaşlar üzerine GaN kaplama
gerçekleştirilerek GaN/p-Si diyot yapısı üretilmiştir. Galyum Nitrat, Amonyum
Nitrat ve deiyonize su karışımı kullanılarak elektrolit çözeltisi hazırlanmıştır. Tüm
elektrodepozisyon işlemlerinde anot olarak Platin levha, katot olarak ise p-Si
kullanılmıştır, elektrodepozisyon süresi 6 saattir ve akım 5 mA'de sabit tutulmuştur.
Dış ortam parametrelerinin elektrodepozisyon işlemi boyunca değişimini incelemek
amacıyla zamana bağlı olarak elektrotlara sürülen akım, dış ortam sıcaklığı, elektrolit
sıcaklığı, nem ve pH gibi parametreleri ölçerek bilgisayara kaydedebilen bir sistem
kurulmuştur. Işık yardımlı elektrodepozisyon yöntemiyle üretilen GaN/p-Si diyot
yapısı için XRD ve SEM analizleri yapıldığında p-Si üzerine kaplanan malzemenin
küresel taneciklerden oluşan (002) yönelimli GaN olduğu bulunmuştur. 293-373 K
aralığında 10 K'lik adımlarla sıcaklığa bağımlı olarak gerçekleştirilen Akım-Gerilim
(I-V) ölçümlerinde yapının diyot karakteristiğine sahip olduğu görülmüştür ve bu
ölçümler kullanılarak iki boyutlu arayüzey durum yoğunluğu dağılımı analizi
yapılmıştır. Son olarak sıcaklığa bağımlı olarak anahtarlama süresi ölçümü yapılarak
analiz edilmiştir ve GaN/p-Si diyot yapısının oda sıcaklığındaki anahtarlama süresi
400 ns olarak ölçülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Elektrodepozisyon, anahtarlama süresi, diyot, GaN, elektriksel
karakterizasyon, ışık yardımlı elektrodepozisyon

Abstract:
In this thesis, a GaN/p-Si diode structure was fabricated by coating GaN on p-Si
(100) substrates using light-assisted electrodeposition and dark environment
electrodeposition. The electrolyte solution was prepared using a mixture of Gallium
Nitrate, Ammonium Nitrate and deionized water. In all electrodeposition processes,
Platinum plate was used as anode and p-Si was used as cathode, the
electrodeposition time was 6 hours and the current was kept constant at 5 mA. In
order to investigate the variation of ambient parameters during the electrodeposition
process, a system was installed to measure and record time dependent parameters
such as current applied to the electrodes, ambient temperature, electrolyte
temperature, humidity and pH. XRD and SEM analysis of the GaN/p-Si diode
structure produced by light-assisted electrodeposition method revealed that the
material coated on p-Si is GaN with (002) orientation consisting of spherical
particles. Current-Voltage (I-V) measurements carried out in the range of 293-373 K
in 10 K steps in a temperature-dependent manner showed that the structure has diode
characteristics and two-dimensional interfacial state density distribution analysis
was performed using these measurements. Finally, the temperature-dependent
switching time was measured and analyzed, and the switching time of the GaN/p-Si
diode structure at room temperature was measured as 400 ns.

Keywords: Electrodeposition, switching time, diode, GaN, electrical characterization,
light-assisted electrodeposition