Al-Au/GaTe schottky yapıların sıcaklığa bağlı akım-gerilim (I-V-T) ve kapasite-gerilim (C-V-T) karakteristikleri
Current-voltage and capacitance-voltage characteristics on temperature dependent of Al-Au/GaTe schottky contact structures
Yazar: MURAT GÜLNAHAR
Danışman: PROF. DR. HASAN EFEOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ÖZETDoktora TeziAl-Au/GaTe SCHOTTKY YAPILARIN SICAKLIĞA BAĞLIAKIM-GERİLİM (I-V-T) ve KAPASİTE-GERİLİM (C-V-T) KARAKTERİSTİKLERİMurat GÜLNAHARAtatürk ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Hasan EFEOĞLUGaTe ile güvenilir kontak yapıların elde edilmesinin amaçlandığı bu çalışmada, optimize edilmiş koşullarda Al/GaTe ve Au/GaTe Schottky kontak fabrikasyonları yapıldı. Al-Au/GaTe Schottky kontaklarının sıcaklığa bağlı akım-gerilim (I-V-T), kapasite gerilim (C-V-T) ve sabit gerilimde kapasite-sıcaklık (C-T) ölçümleri yapıldı ve bu ölçümlerin farklı metotlarla karakterizasyonu incelendi.Yapılan ölçümlerde, Al/GaTe ve Au/GaTe'ye ait oldukça lineer I-V-T değişimleri elde edildi. Seri direncin çok süratli olarak arttığı gözlenen numunelerde idealite faktörü ve engel yüksekliğinin oldukça sınırlı değişimler gösterdikleri gözlendi. Düşük sıcaklıklarda serbest taşıyıcı yoğunluğunun hızlı azalışından dolayı ikili Gauss dağılımına neden olacak biçimde idealite faktöründe artış, engel yüksekliğinde azalışı ve Richardson grafiğinin sapması, Schottky engel homojensizlikleri ve `freeze out' etkisiyle ilişkilendirildi. Homojensizlikler Gauss dağılımı ve denklemleri kullanılarak ifade edilmeye çalışıldı. İkili Gauss dağılımının bu homojensizlikleri başarıyla tasvir ettikleri görüldü. Modifiye Richardson grafiğinin yetersiz olmasından dolayı Lineerize Richardson grafiğinin güvenilir olarak Richardson sabitini verdiği görüldü. Ayrıca Schottky engelinde homojensizliklere sebep olan tünelleme akımları, görüntü-yük etkisi, ara yüzey tabakasının etkisi gibi nedenler açıklanmaya çalışıldı ve idealite faktörü ve engel yüksekliği gibi parametrelerin uygulama gerilimiyle değişimleri incelendi. Al/GaTe ve Au/GaTe'nin 1 Mhz frekansta yapılan C-V-T ve C-T ölçümlerinden derin seviyelerin ve seri direncin kapasitansa olan etkisi ve C-V engel yüksekliğinin sıcaklığa bağlı değişimi incelendi. Böylece C-V engel yüksekliği ve I-V engel yüksekliği arasında oluşan farkın sebepleri üzerinde durulduğu bu çalışmada ideal Schottky kontak yapısı oluşturulmaya çalışıldı.2008, 174 sayfaAnahtar Kelimeler: GaTe, Tabakalı kristal, Schottky, I-V ölçümleri, C-V ölçümleri, Engel yüksekliği, İdealite faktörü, Schottky engel homojensizliği, Çoklu Gauss Dağılımı, Richardson grafiği, Lineerize edilmiş Richardson grafiği, Derin seviyeler.

Abstract:
ABSTRACTPh.D. ThesisCURRENT ? VOLTAGE and CAPACITANCE ? VOLTAGE CHARACTERISTICS ON TEMPERATURE DEPENDENT OFAl-Au/GaTe SCHOTTKY CONTACT STRUCTURESMurat GÜLNAHARAtatürk UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of PhysicsSupervisor: Prof. Dr. Hasan EFEOĞLUReliable contacts on GaTe was obtained by means of optimized Al/GaTe and Au/GaTe Schottky contact fabrications. Afterwards the current-voltage (I-V-T), capacitance-voltage (C-V-T) and capacitance (C-T) measurements were done as function of temperature and this measurements were appreciated with using different methods.In the measurements, linear ln(I)-V-T relation of Al/GaTe and Au/GaTe were observed. The series resistance increased very quickly as temperature lowered. Ideality factor and barrier height presented a limited change with decreasing temperature. Deviation of Richardson plot related to changes of the ideality factor and the barrier height at low temperatures caused by the decrease of free carrier density. These relations are explained by double Gaussian distribution. In general the inhomogeneities were expressed by using multiple Gauss distribution and the anomalies in this study were defined with double-Gaussian distribution successfully. Richardson constant was obtained as reliable from the lineerized Richardson plot after failure of well known modified Richardson plot. Besides the behaviors caused Schottky barrier inhomogeneities as the effect of interface layer, the image force lowering, the tunneling currents were studied and the variations with bias of the barrier parameters as the ideality factor and the barrier height were analyzed. C-V-T and C-T measurements of Al/GaTe and Au/GaTe were made at 1 MHz. The effect of the deep levels and the series resistance on the capacitance were also studied. Finally variation of C-V barrier height on temperature were also studied.2008, 174 pageKeywords: GaTe, Layered crystal, Schottky diodes, I-V measurements, C-V measurements, Barrier height, Ideality factor, Schottky barrier inhomogeneities, multi-Gaussian distribution, Richardson plot, Lineerized Richardson plot, Deep levels.