Metal-yarıiletken schottky diyod yapılarında arayüzey hal yoğunluğunun incelenmesi
Investigation of the interface state density in the semi-conductors schottky diode structures
Yazar: BURHAN KIZILDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSNÜ SALİH GÜDER
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ÖZETMETAL-YARI LETKEN SCHOTTKY D YOT YAPILARINDAARAYÜZEY HÂL YOĞUNLUĞUNUN NCELENMESBu çalışmada [100] yönelimine sahip, fosfor katkılı, Ï = 5 ~ 10 â¦-cm özdirençliÂµ n = 1450 cm2/Vs olan n-tipi silisyum kristali kullanıldı. Isısalve mobilitesibuharlaştırma yöntemiyle Bi, Ni, Fe, Sn, Cd ve Pb metalleri kullanılarak altı farklıSchottky diyot yapısı oluşturuldu. Diyotların elektriksel karakteristiğini incelemek için,oda sıcaklığında ve karanlıkta, -1V ile +1V gerilim aralığında akım-gerilim ölçümleriyapıldı.Verilerin termiyonik emisyon teorisi ile incelenmesinden, idealite faktörü veengel yüksekliği değerlerinin sırasıyla 1.061-1.289 ve 0.646-0.885 eV aralığındaoldukları bulundu. Cheung fonksiyonlarından idealite faktörü, engel yüksekliği ve seridirenç değerleri ayrıca hesaplandı. dealite faktörü ve engel yüksekliği değerlerinintermiyonik emisyon teorisinden bulunan sonuçlarla uyum içinde olduğu belirlendi. Seridirenç değerlerinin sırasıyla Bi ve Ni için ~150 ve 210 â¦, Fe ve Sn için ~3200 ve 4500â¦, Cd ve Pb için de ~32000 ve 180000 â¦ olduğu bulundu.Arayüzey hâllerinin düz beslem akım-gerilim karakteristiğiyle incelenmesinden,idealite faktörü ve etkin engel yüksekliğinin uygulanan gerilimle değiştiği, nötral bölgeseri direncinin idealite faktörü ve etkin engel yüksekliği üzerinde önemli bir etkiyesahip olduğu gözlendi. Bu sebeple, arayüzey hâl ve yük yoğunlukları hem seri direncebağlı hem de seri dirençten bağımsız olarak hesaplandı. Bu hesaplamalardan, arayüzeyhâl ve yük yoğunluğu değerlerinin artan seri direnç değeriyle iletkenlik bandıtabanından yasak enerji aralığının ortasına doğru kaydığı gözlendi. Literatürde dahaönce bildirilmemiş olan bu durum ilk olarak bu çalışmada tespit edilmiş özgün birsonuçtur.2006, 76 SayfaAnahtar Kelimeler: Schottky diyot, idealite faktörü, engel yüksekliği, seri direnç,arayüzey hâl yoğunluğu ve arayüzey yük yoğunluğu.

Abstract:
ABSTRACTINVESTIGATION OF THE INTERFACE STATE DENSITYIN THE METAL-SEMICONDUCTOR SCHOTTKY DIODE STRUCTURESIn this work, [100] oriented, phosphororus doped, n-type silicon crystal with aresistivity of Ï = 5 ~ 10 â¦-cm and mobility of Âµ n = 1450 cm2/Vs has been used. Sixdifferent Schottky diodes have been fabricated using Bi, Ni, Fe, Sn, Cd and Pb metalsby resistive evaporation method. In order to investigate the electrical characteristics ofthe diodes, current-voltage measurements have been done between -1V and +1Vpotential interval, at room temperature and in the dark.Ideality factors and barrier heights have been found to be in the interval of1.061-1.289 and 0.646-0.885 eV from the investigation of the data with thermionicemission theory, respectively. The ideality factor, the barrier height and the seriesresistance values have also been calculated by Cheung?s functions. The ideality factorsand the barrier heights have been found to be consistent with the results of thermionicemission theory. The series resistance values have been found to be ~150 and ~210 â¦for Bi and Ni, ~3200 and ~4500 â¦ for Fe and Sn, ~32000 and ~180000 â¦ for Cd andPb, respectively.Investigating the interface states from forward bias current-voltagecharacteristics, the ideality factors and the barrier heights have been found to be biasdependent, and notral region series resistance has been observed to have an importanteffect on the ideality factors and the barrier heights. Thus, interface state and chargedensities have been calculated with and without considering the series resistance. Fromthis calculations, the interface state and the charge densities have been found to shiftfrom the bottom of the conduction band to the midgap with increasing series resistancevalues. This is an original result that has been determined in this work as a first and hasnot previously been reported in the literature.2006, 76 PagesKey Words: Schottky diode, ideality factor, barrier height, series resistance, interfacestate density and interface charge density.