Bazı ikili ve üçlü alaşımlardan üretilen alaşım/yarıiletken doğrultucu kontakların elektriksel karakteristiklerinin zamana bağlı olarak araştırılması
Time-dependent investigaion of the electrical characteristic of alloy/semiconductor rectifier contacts fabricated from some binary and triple alloys
Yazar: AHMET TAŞER
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu doktora tezi çalışmasında Au, Ag ve Cu metallerinden ve bu metaller kullanılarak hazırlanan ağırlıkça eşit oranlardaki ikili ve farklı oranlardaki üçlü alaşımlardan elde edilen doğrultucu kontakların elektriksel karaktersitikleri zamana bağlı olarak incelendi. Bu çalışmada <111> yönelimine sahip, 1-10 Ω.cm özdirençli ve 400 µm kalınlığında, fabrikasyon olarak tek tarafı parlatılmış n-tipi Si yarıiletken altlık kullanıldı. Ti metali n-Si yarıiletken altlığın mat yüzeyine buharlaştırılarak omik kontak elde edildi. n-Si yarıiletken altlığın parlak yüzeyine Au, Ag ve Cu metali buharlaştırlarak metal/yarıiletken, ikili ve üçlü alaşımlar buharlaştırılarak alaşım/yarıiletken doğrultucu kontaklar elde edildi. Metal/yarıiletken ve alaşım/yarıiletken doğrultucu kontakların hemen karanlıkta ve oda sıcaklığında akım-voltaj (I-V) ve kapasite-voltaj (C-V) karakteristiklkeri incelendi. Doğrultucu Kontakların zamana bağlı elektriksel karakterstiklerin incelenmesi için I-V ve C-V ölçümleri 1, 7, 15, 30, 90, 180 ve 365 gün sonra tekrarlandı. Doğrultucu kontakların zamana bağlı düz beslem I-V karakteristiklerinden idealite faktörü, engel yüksekliği ve seri direnç değerleri Termiyonik Emisyon, Cheung ve Norde metotları yardımı ile hesaplandı. Ayrıca doğrultucu kontakların C-V karakteristikleri zamana ve frekansa bağlı olarak araştırıldı ve ters beslem C-2-V grafiklerinden difüzyon potansiyelleri, taşıyıcı konsantrasyonları, Fermi enerjileri ve engel yükseklikleri değerleri hesaplandı. Sonuçlar karşılaştırıldığında alaşım/yarıiletken doğrultucu kontakların metal/yarıiletken kontaklardan daha kararlı yapıya sahip oldukları görüldü.

Abstract:
In this PhD thesis study, the depending on time the electrical characteristics of rectifier contacts obtained Au, Ag and Cu metals and the from binary alloys at weights equal and different proportions of triple alloys prepared by using these metals were investigated. In this study, a n-type Si semiconductor wafer with <111> orientation, which would be one-side polished as fabrication with a resistivity of 1-10 Ω.cm and a thickness of 400 μm, was used. Ti metal was evaporated on the matt surface of the n-Si semiconductor wafer to form ohmic contact. Metal/semiconductor rectifier contacts by evaporating Au, Ag and Cu metals and alloy/semiconductor rectifier contacts by evaporating binary and triple alloys were obtained on the polished surface of the n-Si semiconductor wafer. Current-voltage (I-V) and capacity-voltage (C-V) characteristics of metal/ semiconductor and alloy/ semiconductor rectifier contacts were examined in the darkness and room temperature. This rectifier contacts I-V and C-V measurements were repeated after 1, 7, 15, 30, 90, 180 and 365 days for the time-dependent electrical characterictics. The ideality factor, barrier height and series resistance values of the rectifier contacts with time-dependent forward bias I-V characteristics were calculated with the help of Thermionic Emission, Cheung and Norde methods. In addition, the C-V characteristics of the rectifier contacts were investigated with respect to time and frequency, and the diffusing potentials, carrier concentrations, Fermi energier and barrier heights were calculated from the reverse bias C-2-V graphs. When the results are compared, it was observed that alloy/ semiconductor rectifier contacts have more stable structure than metal/ semiconductor contacts.