Metal-oksit ara tabakalı myy yapıların dielektrik özellikleri
Dielectric properties of mis structures with metal-oxide interlayer
Yazar: MUSTAFA COŞKUN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ALTINDAL ; YRD. DOÇ. DR. FATİH DUMLUDAĞ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dielektrikler = Dielectrics ; MOS = MOS ; Metal oksitler = Metal oxides ; Metal-yarı iletken sistemler = Metal-semiconductor systems

Özet:
Metal-Oksit-Yarıiletken (MOY) yapılar transistörler, detektörler ve yük bağlaşımlı aygıtlar gibi bir çok tümleşik devrelerin temel yapı taşlarıdır. Modern silisyum tabanlı MOY yapıların performansı büyük ölçüde yalıtkan-yarıiletken arayüzeyindeki elektronik süreçler tarafından belirlenir. Son on yılda, MOY yapıların boyutları sürekli küçülmektedir ve bu küçülme, dielektrik malzemelerin özellikleri tarafından belirlenen sınır değerine ulaşmış durumdadır. MOY teknolojisinin boyutlarının nanometrenin altına inmesiyle, yalıtkan olarak kullanılan SiO2 tabakasındaki kaçak akımların artması, SiO2'in daha yüksek dielektrik sabitine sahip bir yalıtkan ile değiştirilmesi zorunluluğunu doğurmuştur.Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında, Altın/Yalıtkan/p-tip Silisyum tabakalarından oluşan Schottky diyotlarda farklı moleküler yapılara sahip ftalosyanin ince filmlerle metal-oksit ince filmlerin yalıtkan olarak kullanılma potansiyelinin belirlenmesi üzerine yoğunlaşılmıştır. Ayrıca, sıcaklığın ve film kalınlığının üretilen MOY yapıların dielektrik ve arayüzey özellikleri üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Kapasitörlerin elektriksel karakterizasyonu 20Hz-2MHz frekans aralığında ve 300K-520K sıcaklık aralığında admittans ölçümleri yapılmak suretiyle gerçekleştirilmiştir..Deneysel olarak elde edilen verilerden, bu örneklerin arayüzey durum yoğunluğunun literatürde rapor edilen bazı değerlerle karşılaştırılabilir mertebede olduğu görülmüştür.

Abstract:
Metal-oxide- Semiconductor (MOS) structures are the fundamental building blocks of all integrated circuits such as, transistors, detectors and charge coupled Devices. The performance of modern Si-based MOS structures is largely determined by electronic processes at the insulator?Semiconductor interface. During the last decade, the dimension of MOS structures have been continuously scaled down and it is approaching limitations that are determined by the properties of the dielectric Materials. Downscaling of device dimensions in the MOS technology below nm demands replacement of the silicon dioxide by high permittivity oxides. Such replacement is necessary in order to suppress unacceptable leakage current through the thin SiO2 gate dielectric.In this MS thesis, we focused on studying the potentiality of phthalocyanine films with different molecular structure and metal-oxide films for use in Au/insulator/p-Si Schottky barrier diode as insulator layer. The effects of temperature and the film thickness on the dielectric and interface properties of the fabricated MOS structures were also investigated. The electrical characterization of the capacitors included admittance measurements in the frequency range of 20 Hz-2 MHz and temperature range of 300- 520 K. It was found from the experimentally obtained data that the interface trap density values of the samples are comparable to some reported values.