Sn/p-Si metal-yarıiletken yapıların oda sıcaklığında akım-voltaj ve kapasitans-voltaj karakteristiklerinin incelenmesi
Sn/p-Si metal-semiconductor structures at room temparature current-voltage and capacitance-voltage charocteristics of the study
Yazar: MEHMET DEMİRCİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, [100] doğrultusunda büyütülmüş, 200 mm kalınlıklı ve özdirenci 5?10 ?-cm olan Bor katkılı p-tipi Si kristali kullanıldı. Metal-yarıiletken (MS) Schottky diyotunun deneysel akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj-frekans (C-V-f) ve iletkenlik-voltaj-frekans (G/w-V-f) ölçümlerinden faydalanılarak diyodun idealite faktörü (n), potansiyel engel yüksekliği (?b) ve seri direnç (Rs) gibi temel elektriksel parametreleri oda sıcaklığında incelendi. MS yapıların en önemli fiziksel parametreleri olan engel yüksekliği (?b), idealite faktörü (n) ve seri direnç (Rs) değerlerini hesaplamak için bilinen geleneksel metot, akım voltaj (I-V) ve kapasitans-voltaj (C-V) karakteristiklerini kullanmaktır. Sn/p-Si Schotty diyotun doyum akımı I0=2,67x10-9 A, sıfır beslem engel yüksekliğ(?b), 0,79 eV, idealite faktörü (n) 1.21 olarak elde edildi. Seri direnç (Rs) değerleri ise Cheung ve Norde fonksiyonlarının yardımıyla H(I)-I, dV/dln(I)-I ve F(V)-V eğrilerinden sırası ile 36.28 ?, 30.28 ? ve 23.28 ? olarak bulundu. Kapasitans-voltaj karakteristiklerinden elde edilen engel yüksekliği akım-voltaj karakteristiklerinden elde edilen engel yüksekliğinden daha büyük olarak buundu. Akım-voltaj ve kapasitans voltaj ölçümlerinden elde edilen engel yükseklikleri arasındaki fark metal-yarıiletken ara yüzeyindeki inhomojenlikten ileri gelmektedir. Norde fonksiyonundan elde edilen engel yüksekliği ve seri direnç değeri Cheung fonksiyonundan elde edilen değerler ile karşılaştırıldı. Ayrıca, akım-voltaj karakteristiklerinden ara yüzey durumları enerjinin bir fonksiyonu olarak elde edildi.

Abstract:
In this study, we have used p-Si wafers with (100) orientation, 200mm thickness and resistivity betwen 5-10 ?-cm. The basic electrical parameters such as the ideality factor (n), potential barrier height (?b) and diode series resistance (Rs) from experimental measurements the current-voltage (I-V), capacitance-voltage-frequency (C-V-f) and conductance-voltage frequency (G/w-V-f) of metal-semiconductor (MS) Sn/p-Si Schottky diode were studied at room temperature. The experimental characteristics of current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) methods are usually used to find the most important physical properties of Schottky diodes such as barrier height (?b) ideality factor (n) and series resistance (Rs). For Sn/p-Si Schottky diode, the main diode parameters such as saturation current I0=2,67x10-9 A, ideality factor, barrier height obtained as 1.21 and 0,79 eV The values of series resistance obtained from Cheung and Norde methods were found as 36.28 ?, 30.28 ?, and 23.78 ? respectively. The barrier height obtained from C?V measurement is higher than obtained from I?V measurement and this discrepancy can be explained by introducing a spatial distribution of barrier heights due to barrier height inhomogeneities, which are available at the nanostructure Sn/p-Si interface. Furthermore, the energy distribution of interface state density was determined from the forward bias I?V characteristics by taking into account the bias dependence of the effective barrier height.