Yalıtkan tabakalı Al/p-Si Schottky diyotlarda elektriksel karakteristiklerin sıcaklığa bağlı incelenmesi
The investigation of temperature dependence of electrical characteristics of the Al/p-Si Schottky diodes with insulator layer
Yazar: HATİCE KANBUR
Danışman: DOÇ. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Seri direnç = Series resistance ; Yalıtkan tabaka = Insulator layer

Özet:
Bu çalışmanın amacı, yalıtkan tabakası steril cam bir kutu içinde oda sıcaklığında uzun bir süre bekletilerek doğal olarak oluşturulmuş Al/p-Si Schottky diyotların (SD) temel elektriksel parametrelerinin elde edilmesidir. Bu diyotlar aynı şartlarda aynı Si çeyrek yaprak (wafer) üzerinde üretilmişlerdir. Öncelikle bu diyotların Schottky engel yüksekliği ( ? B), idealite faktörü (n), arayüzey durum yoğunlukları (Nss) ve seri direnci (Rs) gibi temel elektriksel parametreleri, deneysel akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) ölçümlerinden elde edilmiştir. Ayrıca etkin engel yüksekliğinin ( ? e) voltaja bağımlılığı göz önüne alınarak, Al/p-Si SD' lar için Nss' lerin enerji dağılım profilleri oda sıcaklığındaki I-V verilerinden elde edildi. Hem doğru beslem I-V hem de ters beslem C-2-V verilerinden elde edilen temel diyot parametreleri diyottan diyota değiştiği için bir Gaussian fonksiyonu ile fit edilmiştir. Ayrıca bu diyotlar arasından seçilen örnek bir Al/p-Si SD için I-V karakteristikleri 80-300 K sıcaklık aralığında incelenmiş ve diyotun akım iletim mekanizmaları hakkında bilgi edinilmiştir.Deneysel sonuçlar, metal-yarıiletken (MY) arasındaki yalıtkan tabakanın varlığının, arayüzey durumlarının, engel yüksekliklerindeki homojensizliklerin ve seri direncin yapının elektriksel karakteristikleri üzerinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir.

Abstract:
The study aims to obtain the main elektrical parameters in Al/p-Si Schottky diodes (SDs) whose insulator layers were prepared by the front surface of the Si wafer was exposed to air in sterile glass box at prolonged time at room temperature. Firstly, the Schottky barrier height ( ? B), ideality factor (n), interface state densities (Nss) and series resistance (Rs) of these diodes have been obtained from their experimental current-voltage (I-V), capacitance?voltage (C-V) and conductance-voltage (G/w-V) measurements. In addition, the energy distribution of Nss profiles for Al/p-Si SDs were determined from I-V data by taking the bias dependence of the effective barrier height ( ? e) into account at room temperature. Distributions of main diode parameters obtained from the forward bias I-V and reverse bias C-2 -V datas have been fitted by a Gaussian function. In addition, I-V characteristics of selected the sample Al/p-Si Schottky diode was measured in the temperature range of 80-300 K and information was obtained on the current transport mechanism of the diode.Experimental results show that a native insulator layer between metal and semiconductor, Nss, barrier inhomojenity and Rs play an important role in the main electrical parameters of Schottky diodes.