Schottky diyot parametreleri üzerine engel yükseklik dağılımının etkisi
Schottky diyot parametreleri üzerine engel yükseklik dağiliminin etkisi
Yazar: VOLKAN YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. ENİSE AYYILDIZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Seri direnç = Series resistance

Özet:
Kimyasal olarak temizlenmiş n-Si altlıklar üzerine In, Bi, In%18wtBi ve In%46wtBi'nin termal buharlaştırılmasıyla In/n-Si, Bi/n-Si, In%18wtBi/n-Si/, In%46wtBi/n-Si Schottky engel diyotları üretildi.Aynı şartlarda hazırlanan Schottky engel diyotlarının akım-gerilim (I-V) karakteristikleri, 300 K sıcaklığında ve karanlıkta HP 4140B picoampermeter cihazı kullanılarak ölçüldü. Üretilen Schottky engel diyotlarının; idealite faktörü ve engel yüksekliği gibi karakteristik parametreleri termiyonik emisyon teorisi kullanarak doğru beslem akım-gerilim karakteristiklerinden elde edildi. In/n-Si, Bi/n-Si, In%18wtBi/n-Si, In%46wtBi/n-Si Schottky engel diyotlarının doğru beslem lnI-V karakteristiklerinden elde edilen doyum akım (Io) değerleri kullanılarak engel yüksekliklerinin; Bi/n-Si için 0.78 ile 0.83 eV; In/n-Si için 0.75 ile 0.80 eV; In%18wtBi/n-Si için 0.72 ile 0.77 eV; In%46wtBi/n-Si için 0.78 ile 0.84 eV arasında değiştiği belirlendi. Üretilen diyotların lnI-V grafiklerinin lineer bölgelerinin eğimlerinden bulunan idealite faktörlerinin ise; Bi/n-Si için 1.27 ile 1.46; In/n-Si için 1.12 ile 1.22; In%18wtBi/n-Si için 1.32 ile 1.40; In%46wtBi/n-Si için 1.20 ile 1.31 arasında değişim gösterdiği bulundu. Ayrıca diyotların seri direnç, engel yüksekliği ve idealite faktörü gibi karakteristik parametreleri Cheung fonksiyonları yardımı ile bulunarak lnI-V grafiğinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Cheung fonksiyonlarından elde edilen idealite faktörünün, lnI-V grafiğinden elde edilenden daha büyük ve engel yüksekliğinin ise lnI-V grafiğinden elde edilenden daha küçük olduğu bulundu.Aynı şartlarda üretilen diyotların karakteristik parametlerinin değişim göstermesi, engel inhomojenite modeline dayandırılarak açıklandı.Metal ve alaşım kullanılarak üretilen diyotların homojen engel yükseklikleri de elde edilerek birbirleriyle karşılaştırıldı.Anahtar Kelimeler: Schottky engel diyot, akım-gerilim karakteristiği, seri direnç, termiyonik emisyon, inhomojenite.

Abstract:
In/n-Si, Bi/n-Si, In%18wtBi/n-Si and In%46wtBi/n-Si Schottky barrier diodes were fabricated by thermal evaporation of In, Bi, In%18wtBi and In%46wtBi onto chemically etched n-Si substrates.The current-voltage (I-V) characteristics of the identically prepared Schottky barrier diodes were measured by using a Hewlett- Packard 4140B picoampermeter at room temperature (300oK) and in the dark. The values of ideality factor and barrier height were calculated from the slopes and intercepts of the straight lines of the semilog-forward bias I-V characteristics of each one of the diodes with the help of the thermionic emission theory. The barrier heights for Bi/n-Si, In/n-Si, In%18wtBi/n-Si and In%46wtBi/n-Si Schottky barrier diodes were found in the range of 0.78-0.83 eV, 0.75- 0.80 eV, 0.72- 0.77 eV and 0.78- 0.84 eV, respectively. The ideality factors of these diodes were also found in the range of 1.27- 1.46, 1.12- 1.22, 1.32-1.40 and 1.20- 1.31, respectively. Furthermore, Schottky diode parameters such as ideality factor, barrier height and series resistance were determined using the Cheung`s functions and compared with the results obtained from lnI-V characteristics. It has been found that the ideality factors obtained from lnI-V are lower than obtained from Cheung`s functions and the barier heights obtained from lnI-V are higher than obtained from Cheung`s functions.Fluctuation in characteristic parameters of diodes fabricated at the same conditions was explained by the barrier inhomogeneity model.The homogeny barrier heights of the fabricated diodes by using metal and alloy were also calculated and compared with each other.Keywords: Schottky barrier diode, current-voltage characteristic, series resistance, thermoionic emission, inhomogenity