In2S3 ince filminin n–InP altlık üzerine kimyasal püskürtme metoduyla büyütülmesi ve üretilen Au/n–InP/In ve Au/In2S3/n–InP/In yapıların numune sıcaklığına bağlı olarak elektriksel karakteristiklerinin karşılaştırılması
Deposition of In2S3 thin film on n–inp substrate by chemical spray pyrolysis method and comparison of depending on sample temperature electrical characteristics of 
 produced Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures
Yazar: TUBA ÇAKICI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada (100) yönelimli ve 400 µm kalınlıklı n–tipi InP yarıiletkeni kullanılarak Au/n–InP/In ve Au/In2S3/n–InP/In yapıları üretilip, bu yapıların elektiriksel karakteristikleri hem oda sıcaklığında hem de numune sıcaklığına bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Kristalin mat yüzeyine In metali buharlaştırılarak omik kontak yapılmıştır. Kristalin parlak yüzeyi ve cam altlık üzerine kimyasal püskürtme tekniği ile In2S3 ince filmi büyütülmüştür. Büyütülen ince filmlerin optik, morfolojik ve yapısal özellikleri soğurma, XRD, SEM ve EDAX teknikleri ile incelenmiştir. In2S3 ince filmlerin kristal yüzeyini tamamen kapladığı, hemen hemen homojen olduğu ve polikristal özellik gösterdiği XRD ve SEM ölçümleri sonucunda tespit edilmiştir ve kullanılan EDAX tekniği ile ince film içerisinde bulunan In ve S elementleri tespit edilmiştir. Daha sonra omik kontaklı n–InP ve In2S3 üzerine vakumda Au metali buharlaştırılarak Au/n–InP/In ve Au/In2S3/n–InP/In yapıları üretilmiştir. Üretilen Au/n–InP/In ve Au/In2S3/n–InP/In yapıların I–V ve C–V ölçümleri sıcaklığa bağlı olarak alınmıştır. Oda sıcaklığında Au/n–InP/In yapı için idealite faktörü 1,01 ve engel yüksekliği 0,469 eV olarak, Au/In2S3/n–InP/In yapı için de idealite faktörü 1,03 engel yüksekliği 0,543 eV olarak hesaplanmıştır. ln(I)–V eğrilerinden elde edilen idealite faktörlerinin azalan sıcaklıkla arttığı, engel yüksekliklerinin de azaldığı görülmüştür. Her iki diyod yapısı için lineer olmayan davranış sergileyen geleneksel Richardson çizimlerinin lineer kısımlarından aktivasyon enerjileri ve Richardson sabitleri sırasıyla 0,467, 0,502 eV and 1,435, 1, 247 AK-2cm-2 olarak elde edilmiştir. Termoiyonik Emisyon teorisinin temeline dayanarak Au/n–InP/In ve Au/In2S3/n–InP/In yapılarının deneysel I–V verilerinin analizi, yüksek ve düşük sıcaklık bölgesi için (300 K–100 K ve 100 K–20 K) sırasıyla ortalama engel yüksekliği değerleri ve standart sapma değerleri 0,60 eV, 0,22 eV–0,60 eV, 0,24 eV ve 82,2 mV, 25,1 mV–84,1 mV, 26,6 mV ile her iki yapının engel yüksekliklerinin çift Gaussian dağılımını ortaya çıkarmıştır. Sonuç olarak Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In yapıları için ln(Is/T2)-(qσ)2/2(kT)2–1/kT eğrisi düzeltilerek yine yüksek ve düşük sıcaklık bölgesi için sırasıyla 0,581–0,224 eV and 0,583–0,245 eV olmak üzere yeni ortalama engel yüksekliği değerleri ile 3,142–9,855 A/cm2K2 and 6,400–0,245 Acm-2K-2 olmak üzere Richardson sabiti (A*) değerleri elde edilmiştir. Aynı şekilde her iki yapının numune sıcaklığına bağlı olarak alınan C–V ölçümlerinden VD, EF, ND ve ФB değerleri hesaplanmıştır. Hesaplanan bu değerlerin her iki numune için benzer davranış sergilediği görülmüştür. Yine iki numune için farklı metodlar kullanılarak seri direnç değerleri numune sıcaklığına bağlı olarak hesaplanmıştır. Elde edilen tüm sonuçların literatürde verilen sonuçlarla uyumlu oldukları görülmüştür.
2014, 184 sayfa
Anahtar Kelimeler: Schottky Kontaklar, Kimyasal Püskürtme Metodu, InP, In2S3, Çift Gaussian, Engel inhomojenliği

Abstract:
In this study, Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures have been fabricated by using n–type InP substrate which have 400 μm thick with (100) orientation, and electrıcal characterıstıcs of these structures have been compared both room temperature and depending on sample temperature. The ohmic contact was made by evaporating In metal on the back of the substrate. In2S3 thin film has been deposited on polished surface of the crystal and glass substrates by Chemical Spray Pyrolysis method. The absorption, XRD, SEM and EDAX methods are used to examined the opical, structural and morpholocigal properties of films. The XRD and SEM studies revel that the films are covered well on n–InP substrate and have good polycrystalline structure and it has been determined that In and S elements are present in the thin film by using EDAX technique. Then Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures have been fabricated by evaporating Au metal on made ohmic contact n–InP and In2S3 in vacuum. Temperature dependent I–V and C–V measurements of fabricated Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures have been obtained. It has been calculated that ideality factor 1,01 and barrier height 0,469 eV for Au/n–InP/In structure and also it has been calculated that ideality factor 1,03 and barrier height 0,543 eV for Au/In2S3/n–InP/In structure at room temperature. Obtained from ln(I)–V curves ideality factors and barrier heights have been observed that indecrease and decrease with decreasing temperature respectively. For both of the diodes, activation energies and Richardson constants has been obtained from linear region of conventional Richardson plot which exhibits nonlinear behaviour, are 0,467, 0,502 eV and 1,435, 1, 247 AK-2cm-2 respectively. The analysis of I–V data based on thermionic emission of Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures has revealed the existence of double Gaussian distribution with mean barrier height values (Ф ̅_B0) of 0,60 eV, 0,22 eV and 0,60 eV, 0,24 eV with standard deviation (σ) of 82,2 mV, 25,1 mV and 84,1 mV, 26,6 mV respectively. Thus, we modified ln(Io/T2)-(qσ)2/2(kT)2 vs 1/kT plot for two temperature regions and it gives renewed mean barrier heights values as 0,581–0,224 eV and 0,583–0,245 eV and with Richardson constant (A*) values 3,142–9,855 A/cm2K2 and 6,400–0,245 A/cm2K2, for Au/n–InP/In and Au/In2S3/n–InP/In structures respectively. Likewise, values of VD, EF, ND and ФB, which are obtained from depending on sample temperature mesurements of C–V, has been calculated for each structures. It has been shown that calculated these values for each structures are exhibited same behavior. Also, depending on sample temperature of series resistance values have been calculated for each structures. It is shown that obtained all of the results are confirmed with the results given in the lliterature.
2014, 184 Pages
Keywords: Schottky Contacts, Chemical Spray Pyrolysis Method, InP, In2S3, Double Gaussian, Barrier inhomogenities