Au/TiO2/n-Si/Au Schottky engelinin diyot parametrelerinin sıcaklığa ve frekansa bağlı incelenmesi
Temperature and frequency depent investigation of diode parameters of Au/TiO2/n-Si/Au Schottky barrier
Yazar: MURAT SEL
Danışman: DOÇ. DR. METİN ÖZER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Titanyum dioksit = Titanium dioxide

Özet:
Bu çalışmada, [100] yönelimli, 380 ?m kalınlığında ve 1x1018cm?3 taşıyıcı yoğunluğuna sahip n-tipi Si yarıiletken üzerine, metal buharlaştırma metodu ile yüksek vakumda Au/TiO2/n-Si/Au yapısı hazırlandı. UHV magnetron püskürtme sisteminde, Ar+O2 gaz ortamında yüksek safsızlıktaki (99,999%) Ti kaynağı kullanılarak n tipi Si üzerine TiO2 ince film oluşturuldu. Bu yapının bazı temel elektriksel parametreleri 120?400 K sıcaklık aralığında incelendi. Hazırlanan bu yapıların 120?400 K sıcaklık aralığında yapılan akım-gerilim (I-V) ölçümlerinden; idealite faktörü (n), Schottky engel yüksekliği (?B) ve diğer bazı diyot parametreleri hesaplandı. Oda sıcaklığında idealite faktörü ve engel yüksekliği sırasıyla 3,20 ve 0,771 eV olarak bulundu. Sıcaklık artışıyla idealite faktörünün azaldığı engel yüksekliğinin ise arttığı gözlendi. Ek olarak, oda sıcaklığında ışık altında bazı diyot parametreleri hesaplandı. Işık kaynağı kullanılarak 10?250 watt arası kaynağın çıkış güçlerinde akım-gerilim (I-V) ölçümleri yapıldı.Bu yapının bazı elektriksel parametreleri; difüzyon potansiyeli (Vd), engel yüksekliği (?B), donor konsantrasyonu (ND), tüketim tabakası genişliği (WD) ve yalıtkan tabaka kalınlığı (?), 120 K?400 K sıcaklık aralığında 1 MHz frekansta ve oda sıcaklığında farklı frekanslarda kapasitans-gerilim (C-V) karakteristikleri ile hesapladı. Oda sıcaklığındaki C-V ölçümlerinden engel yüksekliği ve donor konsantrasyonu sırasıyla 0,761 eV, 1,92x1016 cm?3 olarak hesaplandı.Anahtar Kelimeler : Schottky Engeli, Metal Yarıiletken Kontaklar, Diyot Parametreleri, TiO2

Abstract:
In this study, Au/TiO2/n-Si/Au structure was prepared on n-type Si semiconductor with orientation (100), having 380 ?m thickness and carriers concentration of 1x1018 cm-3 by metal evaporation method in the high vacuum. TiO2 thin film was deposited by UHV magnetron sputtering system using high purity (99,999%) Ti target, in Ar+O2 gas mixtures on n type Si substrate. Some basic electrical parameters of this sample were investigated in the temperature range of 120-400 K. Prepared structure's current-voltage (I-V) specifications has been calculated in 120-400 K temperature ranges and ideality factor (n), Schottky barrier heights (?B) and other related diode parameters has been evaluated. At room temperature barrier height and ideality factor has been determined as 0.761 eV and 3.2 respectively. It has been observed that ideality factor decreases, barrier height increases as temperature increases. In addition, the same diode parameters have been calculated at room temperature under light conditions. Current-voltage (I-V) has been measured with different output powers of 10-250 watt using the Light Source.Some electrical parameters of this sample, for example diffusion voltage (Vd), barrier height (?B), donor concentration (ND), depletion layer width (WD) and insulation layer thickness (?) were evaluated in the range of 120 K-400 K at 1 MHz frequency and different frequencies at room temperature by capacitance-voltage (C-V) characteristics. At room temperature, barrier height and donor concentration have been calculated as 0,761 eV, 1,92x1016 cm-3 respectively from C-V measurements.Key Words : Schottky barrier, Metal Semiconductor Contacts, Diode Parameters, TiO2