Au/Antrakinon/p-Si/Al schottky diyodun temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I-V (Akım-Voltaj) ve C-V Kkapasite-Voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi
Indication of basic characteristic parameters of Au/Antrakinon/p-Si/Al schottky diod dependent on heat Current-Voltage (I-V) and Capacity-Voltage (C-V) measurements
Yazar: ZAKİR ÇALDIRAN
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR AYDOĞAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada; [100] doğrultusunda, 400 ?m kalınlığında ve 1-10 ?-cm özdirencine sahip   p-Si yarıiletkeni üzerine elektrokimyasal yöntemle oluşturulmuş antrakinon organik malzemesi ile yapılan doğrultucu kontağın, değişen sıcaklık değerlerinde I-V (akım-voltaj) ve C-V (kapasite-voltaj) ölçümleri yapıldı ve bu ölçümlerden diyodun temel karakteristik parametreleri hesaplandı. Kimyasal temizlik işleminden sonra kristalin mat yüzeyine buharlaştırma ile Al, diğer yüzeyine ise elektrokimyasal işlem ile antrakinon organik malzemesi büyütüldü ve organik malzeme üzerine de 10-5 torr basınçta Au metali buharlaştırıldı. Elde edilen Au/Antrakinon/p-Si/Al yapısının sıcaklığa bağlı I-V ve C-V ölçümleri alındı. Ayrıca aynı yöntemle yapılan Au/p-Si/Al referans numunesinin I-V ölçümleri laboratuvar sıcaklığında değerlendirildi. Au/Antrakinon/p-Si/Al diyodunun sıcaklığa bağlı I-V grafiklerinin engel yükseklikleri (?b) ve idealite faktörleri (n) hesaplandı. Yine I-V karakteristikleri yardımıyla Cheung fonksiyonları kullanılarak sıcaklığa bağlı idealite faktörleri, engel yükseklikleri ve seri direnç değerleri hesaplandı. Elde edilen I-V karakteristikleri incelendiğinde engel yüksekliğinin artan sıcaklıkla arttığı, idealite faktörünün ise azaldığı görüldü. Bu durum engelin inhomojenliğine atfedildi. Ayrıca I-V ölçümlerinden yararlanılarak modifiye edilmiş Richardson eğrisi çizildi. Bu eğriden engel yüksekliği ve Richardson sabiti değerleri sırasıyla ?b=0,46 eV ve A*=34 A/K2cm2 olarak bulundu. Au/Antrakinon/p-Si/Al diyodunun 500 kHz frekansta, sıcaklığa bağlı C-V ölçümleri alındı ve grafikleri çizildi. Bu grafikler yardımıyla difüzyon potansiyelleri, taşıyıcı konsantrasyonları, Fermi enerji seviyesi değerleri ve dolayısı ile de engel yüksekliği değerleri elde edildi. Au/Antrakinon/p-Si/Al diyodun C-V grafiğinden kapasitenin artan sıcaklık ile arttığı tespit edildi. Farklı sıcaklıklarda elde edilen 1/C2-V eğrilerinin oldukça birbirine yakın olduğu ve lineer bir davranış sergiledikleri görüldü.
Anahtar Kelimeler: Schottky diyot, metal/organik/yarıiletken kontak, Antrakinon

Abstract:
In this study, the current-voltage (I-V) and capacity-voltage (C-V) measurements of the rectifiying contact, made up of antrakinon organic material formed by electro-chemical method with p-Si semiconductor which has the 1-10 ?-cm resistivity and in the thickness of 400?m, the direction of [100], were measured and the main characteristics of the diode were calculated from these measurements. After chemical cleaning process, the substance Al was enlarged on the lusterless surface of crystal by vaporizing, and organic antrakinon material was enlarged to the other surface of the crystal by electro-chemical process. Then Au metal was vaporized on the organic material under 10-5 torr pressure. The I-V and C-V measurements were conducted based on the obtained the Au/Antrakinon/p-Si/Al structure?s temperature. In addition, the I-V measurements of reference Au/p-Si/Al were evaluated in laboratory conditions. Ideality factors (n) and barrier heights (?b) of the sample I-V plots of Au/Antrakinon/p-Si/Al diode dependent on the temperature were measured. Again with the help of the I-V characteristics, ideality factors dependent on heat, barrier heights and serial resistance values were measured using Cheung functions. When analyzed the otained I-V characteristics, it was observed that the barrier height increased as the temperature increased and the ideality factor decreased as the temperature increased. This was referred to the barrier?s being inhomogeneous. Also, modified Richardson curves were drawn using the I-V measurements. The values of barrier height and Richardson constant were found as ?b=0.46 eV and A*=34 A/K2cm2 respectively. The C-V measurements dependent on temperature of Au/Antrakinon/p-Si/Al diode was done in 500 kHz frequency and graphics were drawn. With the help of these graphics diffusion potentials, carrier concentrations, Fermi energy level values and by this the barrier height values were found. It was determined that capacity increased parallel to temperature. It was also seen that the 1/C2-V curves gained in different temperatures were similar to each other and showed a linear behavior.
Keywords: Schottky diode, metal/organic/semiconductor contact, Antrakinon