SILAR metoduyla elde edilen Cd/CdSe/n-GaAs/In yapının karakteristiklerinin numune sıcaklığına bağlı olarak incelenmesi
Ivestigation of characteristics of Cd/CdSe/n-GaAs/In structure obtained by SILAR method depending on sample temperature
Yazar: AHMET TAŞER
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Cd/CdSe/n-GaAs/In sandviç yapıyı elde etmek için [100] doğrultusunda büyütülmüş, 450 ?m kalınlığına ve 2,5x1017 cm-3 donor konsantrasyonuna sahip n-tipi GaAs kullanıldı. n-GaAs'ın mat yüzeyine indiyum buharlaştırılarak omik kontak yapıldı. Diğer yüzeyine ise Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) tekniği ile CdSe ince filmi büyütüldü. Önce CdSe ince filminin soğurma ölçümleri alınarak yasak enerji aralığı değeri hesaplandı. Daha sonra CdSe ince filmin yapısal özellikleri XRD ve SEM teknikleri ile incelendi. Filmin kristal yüzeyini tamamen kapladığı ve hemen hemen homojen olduğu görüldü. Yüzey özellikleri incelenen CdSe film üzerine 10-5 torr basınçta Cd buharlaştırılarak Cd/CdSe/n-GaAs/In sandviç yapısı elde edildi. Elde edilen Cd/CdSe/n-GaAs/In sandviç yapının önce oda sıcaklığında I-V ve C-V ölçümleri alındı ve daha sonra 60 K'den başlayarak 20 K'lik adımlarla 300 K'e kadar her bir sıcaklıkta I-V ölçümleri tekrar alındı. Cd/CdSe/n-GaAs/In yapını doğrultucu karakteristik gösterdiği gözlemlendi. Numune sıcaklığına bağlı olarak doğru beslem lnI-V karakteristiklerinden engel yükseklikleri, idealite faktörleri hesaplandı. Engel yüksekliğinin artan sıcaklıkla arttığı, idealite faktörünün ise azaldığı görüldü. Cheung fonksiyonları kullanılarak sıcaklığa bağlı olarak idealite faktörü, engel yüksekliği ve seri direnç değerleri hesaplandı. Seri direnç değerlerinin artan sıcaklıkla 160 K'e kadar azaldığı ve sonra hemen hemen sabitleştiği görüldü. Cd/CdSe/n-GaAs/In sandviç yapının C-V ölçümleri oda sıcaklığında 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 300 kHz, 500 kHz ve 1 MHz frekanslarında alındı. Ters beslem C-2-V grafiklerinden difüzyon potansiyelleri, Fermi enerji seviyesi değerleri ve engel yükseklikleri değerleri elde edildi. Sonuç olarak, SILAR metoduyla direkt n-GaAs yarıiletkeni üzerine CdSe ince filmi büyütülerek Cd/CdSe/n-GaAs/In sandviç yapısı elde edilmiştir ve karakteristik parametreleri hesaplanarak, alternatif deve elemanı olarak kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study n-type GaAs semiconductor grown in the direction of [100], having thickness of 450 ?m and donor concentration of 2,5x1017 cm-3 was used in order to obtain Cd/CdSe/n-GaAs/In sandwich structure. Ohmic contact was prepared on the opaque side GaAs by evaporation In and CdSe thin film was grown on the other side by Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) technique. First band gap of CdSe thin film was calculated performing absortion of measurements of thin film. Afterword morphological properties of the film were scrutinized by XRD and SEM techniques. It was observed that film covered the entire surface and it was almost uniform. Sandwich structure of Cd/CdSe/n-GaAs/In was fabricated by evaporating Cd on the CdSe, whose surface features were analyzed, under the pressure of 10-5 torr. First room temperature I-V and C-V measurement were performed, then I-V measurements were re-performed for each temperature initiating from 60 K to 300 K with on increment of 20 K. Rectifying behavior of the Cd/CdSe/n-GaAs/In structure was observed. Barrier height, ideality factors were calculated from the forward bias lnI-V depending on sample temperature. It was observed that barrier height was increased with increasing temperature while ideality factors were decreased. Depending on temperature ideality factor, barrier height, and series resistance were determined employing Cheung functions. It was seen that series resistance values were shrunk with increasing temperature up to 160 K and then become almost constant. C-V measurements of sandwich structure of Cd/CdSe/n-GaAs/In were performed at frequencies of 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 300 kHz, 500 kHz and 1 MHz at the room temperature. Diffusion potentials, Fermi energy levels, and barrier heights were obtained from the reverse bias C-2-V plot. As a result, Cd/CdSe/n-GaAs/In sandwich was obtained being directly grown CdSe thin film on the n-GaAS semiconductor by SILAR method and calculating characteristics parameters of the structure it was observed that it can be used as an alternative device