Laplace derin seviye geçiş spektroskopisi (LDLTS) yöntemi ile kusur karakterizasyonu
Defect characterization using laplace deep level transient spectroscopy (LDLTS) technique
Yazar: ÖMER GÖKSEL ERBAŞ
Danışman: PROF. DR. YAŞAR GÜRKAN ÇELEBİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: DLTS tekniği = DLTS technique

Özet:
Derin seviye geçiş spektroskopisi bir termal spektroskopi yöntemidir. Bu çalışmada derin
seviye geçiş spektroskopisinin iki farklı yöntemi olan Boxcar DLTS ve Laplace DLTS
kullanılarak yarıiletken kusur karakterizasyonu yapıldı. Araştırmaların yapılabilmesi için
öncelikle Boxcar DLTS ve LDLTS sistemlerinin kurulumu amaçlandı. Kurulan sistemlerde
Czochralski yöntemi ile büyütülen n ve p tipi silisyum kristalleri ve GaInNAs pin yapılar
incelendi. Yapılan ölçümler sonucunda Boxcar DLTS ve LDLTS ölçüm sonuçları tartışıldı.
Boxcar DLTS yöntemi ile CZ silisyum kristallerde yapılan ölçümler n tipi için 0.1272eV, p tipi
için 0.0604eV aktivasyon enerjisine sahip tek bir seviye bulundu. Aynı örnekler için LDLTS
yönteminin yüksek enerji çözünürlüğü sayesinde n tipi için 0.18eV ve 0.085eV, p tipi için
0.0156eV ve 0.108eV iki termal donör enerji seviyesi karakterize edildi.
Boxcar yöntemi ile GaInNAs malzeme içerisinde 7 adet kusur seviyesi tespit edildi. Kusur
seviyelerin sayısının fazla olması ve örneğin yapısından kaynaklı sebeplerden LDLTS yöntemi
ile GaInNAs malzemenin karakterizasyonu yapılamadı.
LDLTS ve Boxcar DLTS sonuçlarından LDLTS enerji çözünürlüğünün gerekli şartlar
sağlandığında Boxcar DLTS'ten daha yüksek olduğu belirlendi. LDLTS yöntemi gerekli şartlar
tamamen sağlanmadığında çalışmadı. Boxcar DLTS yönteminin yakın enerji seviyelerini ayırt
edemediği fakat LDTLS yönteminin çalışmadığı bölgelerde bile mevcut seviyeler için ortalama
enerji değerlerini verebildiği gösterildi.

Abstract:
Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) is a thermal spectroscopy technique. In this study,
we have performed both Boxcar DLTS and Laplace DLTS (LDLTS) experiments on three
different samples, Schottky diodes fabricated on Czochralski (CZ) grown n-type and p-type Si
and a GaInNAs pin structure, in order to investigate working parameters of LDLTS technique.
We have discussed our measurement process and the results obtained on all the samples
mentioned above. Particular attention was paid to LDLTS with an eye on the relative resolution
power of the technique over is compatriot Boxcar DLTS
CZ silicon wafers treated at 450 C0 were known to produce oxygen related defects commonly
named as Thermal Donors (TD) Boxcar DLTS experiments performed on these kinds of
samples gave a single energy level of 0.1272 eV (n-type) and 0.0604 eV (p-type). Higher energy
resolution LDLTS method for the same samples resulted in distinguishing TD energy levels
giving 0.18 eV and 0.085 eV for the n-type, and 0.0156 eV and 0.108 eV for p-type.
Seven different energy signatures were detected in the GaInNAs sample by the Boxcar techniqe.
Characterization of these levels by LDLTS method could not be achieved due to excessive
number of exponential components in the total signal and due to the reasons related to the
structure of the sample. LDLTS and Boxcar DLTS results indicated that LDLTS energy resolution was higher than that
of Boxcar DLTS when the required conditions were met. The LDLTS method did not work
when the necessary minimum conditions were not fully met. It has been shown that Boxcar
DLTS method cannot distinguish nearly spaced energy levels but can give only average energy
values for defect levels even in regions where LDTLS method does not work.