Epitaksiyel-silisyum'dan yapılan Au/n-Si Schottky diyotlarına havaya maruz bırakılma süresinin ve yaşlanmanın etkileri /
Yazar: HACI ALİ ÇETİNKARA
Danışman: PROF.DR. NECATİ YALÇIN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1996
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
V ÖZET Laboratuvar ortamında havaya maruz bırakılan epileyir-silisyumdan yapılan Au-Sb/n-Si/Au, metal (omik)/n-tipi yaniletken/metal (doğrultucu), Schottky diyotiannın havaya maruz bırakılma süresinin ve yaşlanmasının etkileri araştırıldı. Au/n-Si Schottky diy otlan için kullanılan Si kristali, fosfor katkılı, LPE (Liquid-Phase Epitaxy) tekniği ile büyütülmüş, [100] doğrultusunda 0.01 O-cm özdirençli n+ taban malzeme üzerine 2 Q-cm özdirençli ve yaklaşık 15 um kalınlıkta Sb katkılı bir örnektir. Kristalin bir yüzünü tümüyle omik kontak yapabilmek için, Au-Sb (% 0.1 Sb) alaşımı 10"5 torr basmç altında buharlaştinldı. Çalışmanın amacına uygun olarak kristal beş parçaya bölündü. Buradan belli periyotlarla (Hemen, Bir Gün, Üç Gün, Bir Hafta ve İki Hafta Sonra) doğrultucu kontak yapabilmek için, 10"5 torr basınçta Au (% 99.99 saflıkta) metali buharlaştinldı. Böylece beş farklı Schottky engel diyodu elde edildi. Havaya maruz kalmanın ve yaşlanmanın etkisini inceleyebilmek için, Au-Sb/n-Si/Au Schottky diyotiannın, oda sıcaklığında (T=300 °K), belli periyotlarda (Hemen, 15 Gün, 30 Gün ve 45 Gün Sonra) I-V ölçümleri alındı ve karakteristikleri çizildi, n idealite faktörleri ve 0Bn. engel yükseklikleri sırasıyla yanlog-doğru beslem I-V grafiklerinin lineer kısımlannın eğimlerinden ve y-eksenini kesen noktalanndan bulundu. Yukandaki değerlerden, ilk (Hemen Yapılan) diyodun hemen hemen ideal I-V karakteristiklerine sahip olduğu fakat diğerlerinin ideal olmayan Schottky diyodu yapısına, yani MİS (Metal-yahtkan-yaniletken) yapışma sahip olduğu söylenebilir. Buna ilaveten, n idealite faktörleri ve etkin engel yükseklikleri doğru beslem I-V karakteristiklerinden elde edilen Cheung fonksiyonları kullanılarak hesaplandı. Bu değerlerin literatürde verilenlerle uyum içinde olduğu görüldü. Cheung fonksiyonlarından seri direnç değerleri hesaplandı. Seri direnç değerlerinin artan havaya maruz kalma zamamyla artığını gördük. Havaya maruz kalma zamanı ve yaşlanmanın etkileri etkin engel yüksekliklerinden belirlendi. Bu değerler de literatürle iyi bir uyum içindedir.

Abstract:
VI SUMMARY The effects of exposure-time to the room air and aging of Au-Sb/n-Si/Au, metal (ohmic)/ n-type semiconductor/metal (rectifying), Schottky diodes made of epitaxial-silicon have been investigated by exposing to the room air in the laboratory medium. The n-type Si wafer used for the Au/n-Si Schottky diodes was about 15 um- thickness Sb- doped layer with 2 fi~cm resistivity on P-doped n+ substrate grown by LPE (Liquid-Phase Epitaxy) in the direction of [100] with 0.01 Q-cm resistivity. In order to deposit ohmic contact through a face of crystal, the alloy of Au-Sb (%0. 1 Sb) was evacuated under the 10"5 torr pressure. Crystal was divided into five pieces for the purpose of study. To deposit rectifying contact for the ordered periods (immediately, one- day, three-day, one-week and two-week after), Au (%99.99) metal was evacuated under the 10"5 torr pressure. Thus, we obtained five different Schottky barrier diodes. In order to investigate the effects of exposure-time to the room air and aging at the room temperature (T=300 °K ), for the ordered periods (immediately, 15-days, 30-days and 45- days after) I-V measurements have been done and its characteristics have been plotted, n ideality factors and Ogn barrier height values have been obtained from the slopes of linear parts of the characteristics of semilog-forward bias I-V plots and linear parts intercepting the y-axis, respectively. From the above values, it can be said that the first ( made immediately) has near ideal I-V characteristics but others have non-ideal Schottky diodes, that is, MIS (Metal-Insulated-Semiconductor) structure. Besides, n ideality factors and effective barrier heights were calculated using Cheung functions obtained from forward bias I-V characteristics. It has been seen that these values are in good agreement those of literature. Serial resistance values have been calculated from Cheung functions. We have seen that serial resistance values increase with increasing exposure-time to air. The effects of exposure-time to air and aging have been determined from the effective barrier heights. This values are also in good agreement with literature.