Al/Congo Red/p- tipi Si yarıiletken diyotlarının elektronik ve arayüzey özellikleri üzerine gama ışınlamasının etkisi
The effect of gamma irradiation on electronic and interfacial properties of the Al/Congo Red/p- type Si semiconductor diodes
Yazar: CELAL ALTUNIŞIK
Danışman: PROF. DR. ÖMER GÜLLÜ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Elektronik durum yoğunluğu = Electronic state density ; Silisyum = Silicon

Özet:
Bu çalışmada katıhal devre elemanları ve malzemeler üzerindeki ışınlama etkilerinin araştırılması, pek çok bilim insanı ve farklı ülkelerin uzay ajansları konuyla ilgili çalıştıkları için ilgi çekmektedir.  Bir foton veya parçacık radyasyonu katıhal devre elemanlarına ve malzemelere uygulanırsa, sert bir bozulma ortaya çıkacaktır. Bu ışınlama prosedürü aşamasında, yarıiletken aygıtlar üzerinde kalıcı veya geçici bozulma durumu oluşabilecektir. Bu tez çalışmasında, MIS diyotun fabrikasyonu için p-tipi Silisyum yarıiletken alttaşlar kullanılmıştır.  Kimyasal temizlik aşamasından sonra, Al/Congo Red (CR)/p-Si MIS diyot yapısı omik arka kontak ve Al üst kontağın metalizasyonu ile üretilmiştir. Si alttaşlar üzerinde organik CR ince filmi %0.2 lik etanol çözeltisi içeren congo red çözeltisinin kaplanmasıyla yapılmıştır. Al/CR/p-Si MIS kontak üzerinde ışınlama etkisini araştırmak için, Co-60 γ- ışınlamasından önce ve sonra Akım-Voltaj (IV) ve Kapasite-Gerilim (CV) ölçümleri alındı. I-V verilerinden geleneksel LnI-V karakteristikleri, Cheung fonksiyonları ve Norde fonksiyonları kullanılarak, idealite faktörü (n), engel yüksekliği (Φb) ve seri direnç (Rs) hesaplandı. Ayrıca, Al/CR/p-Si MIS kontağın arayüzey durum yoğunluğu (Nss) da hasaplandı. Aygıtın C-V ölçümlerinden difüzyon potansiyeli (Vd), engel yüksekliği (Φb)  ve akseptör yük konsanstrasyonu (Na) değerleri hesaplandı.

Abstract:
The investigation of irradiation effects on solid state circuits and materials has attracted as many scientists and space agencies of the different countries are worked in the relevant topic. If the photon or particles radiation applies to the solid state circuits and materials, they will experience hard degradation. The permanent or transient degradation on the semiconductor devices may occur in this irradiation procedure. In this thesis, the p- type silicon semiconductor substrates were used for fabrication of MIS diode.  After chemical cleaning procedure, Al/Congo Red (CR)/p-Si MIS diode structure was produced by metalization of ohmic back contact and Al top contact. Organic CR thin film on the Si wafers was made from covering of the congo red dye solution (0.2% in ethanol). To investigate the irradiation effect on the Al/CR/p-Si MIS contact, Current–Voltage (IV) and Capacitance-Voltage (CV) measurements were performed after and before Co-60 γ- irradiation. The ideality factor (n), the barrier height (Φb) and series resistance (Rs) from the I-V data were obtained from traditional LnI-V characteristics, Cheung functions and Norde function. Interface state density (Nss) of the Al/CR/p-Si MIS contact was also calculated. The diffussion potential (Vd), the barrier height (Φb) and acceptor charge concentration (Na) from the C-V data of the device were calculated.