Al/rubrene/n-GaAsSschottky diyodların sıcaklığa bağlı elektriksel karakterizasyonu
Temperature dependent electrial characterization of Al/rubrene/n-GaAs Schottky diodes
Yazar: FERİDE ÇALIŞKAN
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER FARUK YÜKSEL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Schottky diyodları = Schottky diodes

Özet:
Bu tez çalışmasında, spin kaplama yöntemiyle n tipi GaAs (100) alt tabaka üzerinde 5,6,11,12-tetraphenyl-naphthacene (rubrene) film hazırlandı. Al/rubrene/n-GaAs Schottky diyotun aygıt parametreleri, 50 K adımlarla 100-300 K sıcaklık aralığında akım-gerilim (I-V) karakteristikleri ve 1 MHz ve 300 K'de kapasite-gerilim (C-V) ve iletkenlik-gerilim (G-V) karakteristikleri yardımıyla araştırılmıştır. Doyma akımı ( ), ideallik faktörü (n) ve engel yüksekliği ( )'nin deneysel değerleri sırasıyla 100 K'de 2.749 pA, 6.051 and 0.297 eV ve 300 K'de 57.54 pA, 1.918 and 0.870 eV olarak hesaplanmıştır. Seri direnç değerleri ( ), Cheung fonksiyonları kullanılarak bütün sıcaklıklarda elde edilmiştir.   değerleri, 100 K ve 300 K için sırasıyla 1276.4  ve 119.7  olarak bulunmuştur. Ayrıca, arayüzey durum yoğunluğu ( )'nun enerji dağılımı, bütün sıcaklık değerleri için beslemle üstel olarak arttığı bulunmuştur.  'in enerji değerleri, 300 K'de ( ) eV'de 1.57× 1011 eV−1 cm−2'den ( ) eV'de 1.14 × 1011 eV−1 cm−2'e değişmiştir. İdeallik faktörleri sıcaklık artışıyla azalırken engel yüksekliklerinin arttığı gözlenmiştir. Schottky engel yüksekliği ve ideallik faktörünün sıcaklık bağımlılığının gözlenen anomalisi, aynı sıcaklık aralıklarında Schottky engel yüksekliğinin Gauss dağılımıyla açıklanmıştır. Al/rubrene/n-GaAs Schottky engel diyotu, ortalama engel yüksekliği ( ) 1.076 eV ve standart sapması ( ) 0.119 V veren Gauss dağılımı göstermiştir. 1 MHz için diyotun Schottky engel yüksekliği ( ), seri direnç ( ) ve arayüzey durumların yoğunluğu ( ) değerleri sırasıyla 1.004 eV, 1.18 k  ve 2.145 x 1011 eV-1 cm-2 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this thesis, 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (rubrene) film was prepared on n type GaAs (100) substrate by means of spin coating method. The device parameters of Al/rubrene/n-GaAs (100) Schottky diode have been investigated by means of current-voltage (I–V) characteristics in the temperature range 100–300 K by steps of 50 K and capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G-V) characteristics at 1 MHz and 300 K. The experimental values of saturation current ( ), ideality factor (n) and barrier height ( ) are calculated as 2.749 pA, 6.051 and 0.297 eV at 100 K and 57.54 pA, 1.918 and 0.870 eV at 300 K, respectively. The  values are found as 1276.4  and 119.7  for 100 K and 300 K, respectively. It is also found that the energy distribution of the interface state density ( ) increased exponentially with bias for all temperatures values. The energy values of   varied from 1.57× 1011 eV−1 cm−2 at ( ) eV to 1.14 × 1011 eV−1 cm−2 at ( ) eV for 300y K. It is observed that barrier heights increased while ideality factors decreases with the increasing temperature. The observed anomaly of temperature dependence of Schottky barrier height and ideality factor are explained by Gaussian distribution of Schottky barrier height in the same temperature ranges. Al/rubrene/n-GaAs Schottky barrier diode have been shown a Gaussian distribution giving mean barrier height ( ) of 1.076 eV and standard deviation ( ) of 0.119 V. Schottky barrier height ( ), series resistance ( ) and the density of interface states ( ) values of the diode were calculated as 1.004 eV, 1.18 k  and 2.145 x 1011 eV-1 cm-2 for 1 MHz, respectively.