Kimyasal püskürtme metoduyla üretilen CdS ince filminin Cd/CdS/p-Si/Al yapıda kullanılması
Cd/CdS/p-Si/Al structure using of the CdS thin film obtained with spray pyrolysi̇s method
Yazar: ŞEYDANUR AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Yüksek lisans tezi olarak hazırladığımız bu çalışmada, taban malzeme olarak p-tipi Si kristali kullanıldı. Kullanılan kristal taban malzemenin mat yüzeyine alüminyum metali buharlaştırılarak omik kontak yapıldı. Diğer yüzeyine ise Kimyasal Püskürtme (Spray Pyrolysis) yöntemi ile CdS ince filmi büyütüldü. Büyütülen ince filmin yüzey özellikleri numunenin SEM görüntüsü alınarak incelendi. SEM görüntüsü incelendiğinde büyütülen CdS ince filminin p-Si kristal yüzeyini hemen hemen homojen olarak kapladığı görüldü. XRD ölçümleri filmin polikristal yapıda büyüdüğünü gösterdi. Soğurma ölçümü alınarak CdS ince filminin yasak enerji aralığı 2.29 eV olarak hesaplandı. Yüzey özellikleri incelenen CdS filmin üzerine  10-7 torr basınçta Cd metali buharlaştırılarak Cd/CdS/p-Si/Al sandviç yapısı elde edildi. Çalışmamızın ilk aşamasında elde ettiğimiz sandviç yapının 80 K-300 K sıcaklık aralığında I-V (akım-voltaj) ve oda sıcaklığında C-V (kapasite-voltaj) karakteristikleri incelendi. I-V karakteristikleri incelenirken diyot parametrelerini hesaplamada Termoiyonik Emisyon, Norde ve Cheung metodları kullanıldı. Bu metodlarla hesaplanan diyot parametreleri karşılaştırılarak birbirleriyle uyumu incelendi. Doğru beslem I-V karakteristiklerinden idealite faktörleri, engel yükseklikleri ve seri direnç değerleri hesaplandı ve bu parametrelerin değişiminin "engel inhomojenliği modeline" uyduğu görüldü. Cd/CdS/p-Si/Al sandviç yapının C-V ölçümleri oda sıcaklığında farklı frekanslarda (50 kHz, 100 kHz, 300 kHz, 500 kHz ve 1000 kHz) alındı. Ters beslem C-2-V grafiğinden ise difüzyon potansiyeli, Fermi enerji seviyesi ve engel yüksekliği değerleri elde edildi. Sonuç olarak, Kimyasal Püskürtme metoduyla p-Si yarıiletkeni üzerine büyütülen CdS ince filminin Cd/p-Si metal-yarıiletken kontaklarda güvenle kullanılabileceği görüldü.

Abstract:
In our study, prepare a master's thesis, as p-type crystalline Si substrate was used. Omic contact was performed by evaporating Al metal on the matt surface of crystal. On the other surface of it CdS thin film were enlarged with the technique of Spray Pyrolysis. Structural characteristics of the grown thin film was examined SEM image. When examining SEM image of CdS thin film were totally covered the p-Si crystal surface of it was nearly homogeneous. By using absorbtion measurements of the CdS thin films energy bandgap were calculated as 2.29 eV.  On the CdS films whose surface features were investigated, at 10-7 torr pressure was obtained Cd/CdS/p-Si/Al sandwich  structure by evaporating Cd. Firstly, the current-voltage (I-V) characteristics on 80K between 300K and capacitance-voltage (C-V) characteristics at room temperature of the this structure was measured. In the calculation of diode parameters from  I-V characteristics, Thermionic Emission, Norde and Cheung methods were used. The calculated parameters with different method were compared with each other. The C-V measurements of the Cd/CdS/p-Si/Al sandwich structure were obtained at room temperature at 50kHz, 100kHz, 300kHz, 500kHz and 1000kHz. From reverse bias C-2-V graphics diffusion potentials, Fermi energy level and barrier heights values were obtained. Consequently, it was seen that CdS thin film grown on p-Si semiconductor will be used confidently in Cd/p-Si metal-semiconductor contacts thanks to Spray Pyrolysis method.