Ti/n-GaAs schottky engel diyotlarının sıcaklığa bağlı akım-gerilim (I-V-T) karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of the temperature-dependent current-voltage characteristics of the Ti/n-GaAs schottky barrier diodes
Yazar: OSMAN KAHVECİ
Danışman: PROF. DR. ENİSE AYYILDIZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada Ti/n-GaAs Schottky engel diyotlar, 2.5x1017 cm-3 taşıyıcı konsantrasyonlu, (100) yönelimli, Te katkılı n-tipi GaAs altlıklar kullanılarak üretilmiştir. Omik ve Schottky kontaklar oluşturulmadan önce n-GaAs altlık kimyasal olarak temizlenmiştir. Yüzey temizleme işleminden hemen sonra, Au-Ge (%88-% 12) alaşımı kullanılarak termal buharlaştırma yöntemi ile altlık üzerine biriktirilmiş ve daha sonra yüksek saflıktaki N2 ortamında 450 °C sıcaklığında 2 dakika tavlama işlemine maruz bırakılarak omik kontak yapılmıştır. Schottky kontaklar ise yüksek saflıkta Ti metali kullanılarak n-GaAs altlığın parlatılmış yüzeyi üzerine saçtırma yöntemi ile yapılmıştır.Ti/n-GaAs Schottky engel diyotlarının sıcaklık bağımlılığı 160 K - 350 K aralığında incelenmiştir. Diyotların doğru beslem akım-gerilim karakteristikleri standart termiyonik emisyon teorisine göre analiz edilmiştir. Sıcaklığın artmasıyla engel yüksekliği artarken idealite faktörünün azaldığı bulunmuştur. Düşük sıcaklık bölgesinde, engel yüksekliği ve idealite faktörü değerlerinin değişiminin yüksek sıcaklık bölgesindeki değişimlerden daha hızlı olduğu belirlenmiştir.Engel yüksekliği ve idealite faktörünün sıcaklık bağımlılığının eşit aralıklarla değişen sıcaklıklarda yapılan ölçümlerde farklılık gösterdiği bulunmuştur. Karakteristik parametrelerin bazı değişim aralıklarında sıcaklığın kuvvetli bir fonksiyonu iken diğer bazı değişim aralıklarında ise sıcaklığın zayıf bir fonksiyonu olduğu belirlenmiştir. Deneysel olarak gözlenen bu iki farklı davranış engel yüksekliği homojensizlikleri modeli dikkate alınarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
In this work, Ti/n-GaAs Schottky barrier diodes have been fabricated on Te doped n-type GaAs substrate with (100) orientation having carrier concentration of 2.5x1017cm-3. Before making Ohmic and Schottky contacts, the crystal substrate has been chemically cleaned. Immediately after surface cleaning process, Au-Ge (%88-% 12 by weight) alloy has been thermally evaporated as Ohmic contact which was then annealed at 450 °C for 2 min in N2 atmosphere. Schottky contacts of 1 mm diameter have been deposited on the polished side of the GaAs substrate by sputtering Ti target.The temperature dependence of current-voltage (I-V) characteristics of the Ti/n-GaAs Schottky barrier diodes have been measured in the temperature range of 160 K - 350 K. The forward I-V characteristics are analyzed on the basis of the standard thermionic emission (TE) theory. It has been shown that the ideality factor decreases while the barrier height increases with increasing temperatures. The variation of the barrier height and ideality factor values in low temperature region is faster than that of one in the high temperature region.Temperature dependence of the barrier height and ideality factor was found to be different in the measurements in the equal temperature intervals. While the barrier height and ideality factor were a strong function of temperature in the some interval of change, they were a slight function of temperature in the some interval of change. These two different behaviors have been evaluated within the framework of effects of the barrier height inhomogeneities model.