Antrasen-imin arayüzey tabakalı Au/n-Si Schottky diyotlarda frekansa bağlı kapasitans voltaj ve iletkenlik-voltaj karakteristiklerinden seri direnç ve yüzey durumlarının araştırılması
Investigation of series resistance and surface states from frequency-dependent capacitance voltage and conductance-voltage characteristics in Au/n-Si Schottky diodes with anthracene-imine interfacial layer
Yazar: BİRKUT GÜLER
Danışman: PROF. DR. NİHAT TUĞLUOĞLU
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Fotodiyot = Photodiode ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy

Özet:
Bu tez çalışmasında kullanılan n-Si yarıiletken kristali, (100) yönelimli, 1-20 Ω.cm özdirençli ve 400 μm kalınlığına sahip bir yüzeyi parlak diğer yüzeyi mat özelliklere sahiptir. Antrasen-imin türü bir bileşik olan Metil (E)-3-((antrasen-9yl metilen)amino)benzoat bileşiği bu tez boyunca AA-AMB olarak kısaltılmıştır. AA-AMB organik malzemesi, arayüzey tabaka olarak kullanılmak üzere seçilmiş ve spin (döndürme) kaplama metodu ile n-Si üzerinde büyütülmüştür. Isısal buharlaştırma sisteminde Altın (Au) metali, doğrultucu ve omik kontak oluşturmak için kullanılmıştır. Sonuçta, yeni bir Au/AA-AMB/n-Si/ln MOmS tipi Schottky diyot üretildi. Seri direncin (R_s) ve arayüzey durum yoğunluğunun (N_ss) üretilen MOmS tipi yeni tip Schottky diyotun elektriksel ölçümleri üzerine etkisini araştırmak için 20 kHz-1 MHz frekans aralığında ve -5V - +5V gerilim aralığında kapasite-gerilim (C-V) ve iletkenlik-gerilim (G-V) ölçümleri alındı. Frekansa bağlı kapasite-gerilim ölçümlerinden MIS/MOS yapılarda gözlemlenen yığılma-tükenim-terslenim bölgeleri tespit edilmiştir. Frekansa bağlı seri direnç ve arayüzey durum yoğunluğu değerleri belirlendi. Frekansın artmasıyla R_s ve N_ss  değerlerinin azaldığı gözlemlendi. Bu davranış taşıyıcıların ac sinyali yüksek frekanslarda takip edemediğine yorumlanmıştır. Au/AA-AMB/n-Si/ln Schottky diyot için  N_ss değerleri literatüre göre küçük olup 1011-1012 eV-1 cm-2 mertebesindedir.

Abstract:
The n-Si semiconductor crystal used in this thesis has a (100) orientation, a resistivity of 1-20 Ω.cm and a thickness of 400 μm. It has polished properties on one surface and matte properties on the other. Methyl (E)-3-((anthracene-9yl methylene)amino)benzoate compound, which is an anthracene-imine type compound, is abbreviated as AA-AMB throughout this thesis. AA-AMB organic material was selected to be used as the interfacial layer and grown on n-Si by spin coating method. In the thermal evaporation system, gold (Au) metal was used to form rectifier and ohmic contact. As a result, a new Au/AA-AMB/n-Si/ln MOmS type Schottky diode was produced. To investigate the effect of series resistance (R_s) and interfacial density of states (N_ss) on the electrical measurements of the new type of MOmS type Schottky diode produced, capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G-V) measurements in the frequency range of 20 kHz-1 MHz and voltage range of -5V - +5V were taken. Accumulation-depletion-inversion regions observed in MIS/MOS structures were determined from frequency-dependent capacitance-voltage measurements. Frequency-dependent series resistance and interface state density values were determined. It was observed that R_s and N_ss values decreased with increasing frequency. This behavior has been interpreted as carriers not being able to follow the ac signal at high frequencies. N_ss  values for Au/AA-AMB/n-Si/ln Schottky diode are small compared to the literature and are in the range of 1011-1012 eV-1 cm-2.