Au/(CeO2:ZnO-katkılı PVP)/n-Si (MPS) schottky yapıların hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin geniş bir frekans aralığında incelenmesi
The fabrication of Au/(CeO2:ZnO-doped PVP)/n-Si (MPS) schottky Structures and investigation of their electrical characteristics in a wide frequency range
Yazar: UĞUR ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, üretilen Au/(CeO2:ZnO-katkılı PVP)/n-Si (MPS) tipi Schottky yapıların önemli temel elektriksel parametreleri 2kHz-1MHz frekans ve ±4.5V aralıklarında empedans-voltaj (Z-V) ölçümlerinden elde edilmiştir. Katkı donor atomları (Nd) ve seri direnç (Rs) artan frekans ile üstel düşerken, bariyer yüksekliği ve tükenim bölgesi genişliği (Wd) lineer artar. Arayüzey durumlarının (Nss) enerjiye bağlı profili ve onların yaşam/gevşeme süreleri (), Nicollian-Goetzberger tarafından geliştirilen diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında en güvenilir ve doğru yöntem olan parallel-kondüktans yöntemi kullanılarak elde edildi. Bu parametreler ayrıca ileri beslem akım-voltaj (I-V) verilerinden Card-Rhoderick yöntemi kullanılarak elde edildi ve diğer yöntemle elde edilen sonuçla karşılaştırıldı. İki farklı yöntemle elde edilen sonuçlar uyuşmakta ve neredeyse aynı büyüklüktedir.  Ölçülen yüksek frekans kapasitans/kondüktans-voltage (C/G-V) eğrileri ayrıca Rs etkisi göz önüne alınarak düzeltildi ve düzeltilen eğriler Rs'nin kuvvetli yığılma bölgesinde daha etkili olduğunu göstermektedir. Deneysel sonuçlar, tüm temel elektriksel parametrelerin frekans ve voltajın güçlü birer fonksiyonu olduğunu ve (CeO2:ZnO-katkılı PVP) organik arayüzey tabakanın geleneksel yöntemlerle büyütülen geleneksel yalıtkanlar yerine başarılı olarak kullanılabilir.

Abstract:
In this study, some important main physical parameters of the manufactured                    Au/(CeO2:ZnO-doped PVP)/n-Si (MPS) type Schottky diodes (SDs) were extracted from the impedance-voltage (Z-V) measurements in the wide frequency range of 2 kHz - 1MHz and voltage range of ±4.5V. While the doping donor atoms (Nd) and series resistance (Rs) values decrease with increasing frequency as almost exponentially, barrier height (B) and depletion layer width (Wd) increase as almost linearly. The energy dependent profile of surface-states (Nss), their life-times () were extracted from parallel conductance method developed by Nicollian-Goetzberger which is the most reliable and accurate method when compared to others. They were also extracted from the forward-bias current-voltage (I-V) graph by using Card-Rhoderick method and compared with each other. The obtained results from two different methods agree and are almost at the same order of magnitude. The measured high frequency capacitance/conductance-voltage (C/G-V) plots were also corrected by considering Rs effect and they showed that Rs is more effective at strong accumulation zone. All experimental results implied that all basic electrical parameters are strong functions of frequency and voltage and the (CeO2:ZnO-doped PVP) organic interlayer can be successfully used instead of conventional insulator layers grown by traditional methods.