Fosfor katkılanmış hidrojenlenmiş amorf silisyum karbür ince filmlerin elektriksel özelliklerinin karakterizasyonu
The characterization of electrical properties of phosphorus doped hydrogenated amorphous silicon carbide thin films
Yazar: BURAK ALÇINKAYA
Danışman: DOÇ. DR. KIVANÇ SEL
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile dört farklı karbon içeriğinde fosfor katkılanarak biriktirilmiş hidrojenlenmiş amorf silisyum karbür (n-tipi a-SiCx:H) ince filmlerin elektriksel özellikleri analiz edilmiştir. İnce filmlerin karbon içerikleri (x) X-ışını foto-elektron spektroskopi ile sırasıyla 0, 0.19, 0.46 ve 0.62 olarak belirlenmiştir. İnce filmlerin kalınlıkları, optik enerjileri morötesi-görünür bölge geçirgenlik spektroskopisi ile belirlenmiştir ve optik enerjilerinin karbon içeriği ile arttığı gözlenmiştir. İnce filmlerin elektriksel özellikleri sıcaklığa bağlı akım-voltaj ölçümleri ile analiz edilmiştir. N-tipi a-SiCx:H ince filmlerin karbon içeriğinin artmasıyla oda sıcaklığındaki öziletkenliğin azaldığı ve en yüksek öziletkenlik aynı yöntemle biriktirilmiş has a-SiCx:H filmlerin öziletkenlikleri ile karşılaştırıldığında yaklaşık 10^6 katlık bir artış olduğu belirlenmiştir. N-tipi a-SiCx:H ince filmlerin elektriksel aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır ve karbon içeriğinin artmasına bağlı olarak 0.24 eV'tan 0.76 eV'a arttığı belirlenmiştir. İnce filmlerin elektriksel iletim mekanizmaları analiz edilmiştir. Has a-SiCx:H ince filmlerde silisyum zengin karbon içeriğinde standart iletim mekanizmasının ve karbon zengin durumda ise en yakın komşuya sıçrama (EYKS) mekanizmasının baskın iletim mekanizması olmasına karşın n-tipi a-SiCx:H ince filmlerde baskın iletim mekanizmasının standart iletim mekanizması olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The electrical properties of phosphorus doped hydrogenated amorphous silicon carbide (n-type a-SiCx:H) thin films, that were deposited at four different carbon content (x) by plasma enhanced chemical vapor deposition, were analyzed. The carbon content (x) of the films were determined by X-ray photoelectron spectroscopy as 0, 0.19, 0.46 and 0.62, respectively. The thickness and optical energies of the thin films were determined by ultraviolet-visible transmission spectroscopy and it was observed that the optical energies were increased with increasing carbon content. The electrical properties of the thin films were analyzed by temperature dependent current-voltage measurements. Room temperature conductivities of n-type a-SiCx:H thin films were decreased as a function of increasing carbon content and when the conductivities were compared with that of the intrinsic a-SiCx:H thin films, which were deposited by the same method, an increase of about 10^6 times was determined. The electrical activation energies were calculated and it was determined that they were increased from 0.24 eV to 0.76 eV as a function of increasing carbon content. The conduction mechanisms of the thin films were analyzed. Instead of fact that, the dominant conduction mechanism was standart transport mechanism in silicon rich carbon content intrinsic a-SiCx:H thin films, wheras it was nearest neighbour hopping mechanism in carbon rich state; it was determined that the dominant mechanism in the n-type a-SiCx:H thin films was standart transport mechanism.