Al/p-Si (MS) VE Al/TiO2/p-Si (MIS) yapıların hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin karanlık ve ışık altında incelenmesi
Preparation of Al/p-Si (MS) VE Al/TiO2/p-Si (MIS) structures and investigation of electrical characteristics by darkness and under illumination
Yazar: BÜŞRA ZERDALİ
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN ŞAFAK ASAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
Al/p-Si (MS) yapılarının performansını arttırmak için, Atomik Katman Biriktirme (ALD) yöntemi ile Al ve p-Si arasına çeşitli kalınlıklarda TiO2 arayüzey katmanları kaplanmıştır. Bu yapıların elektriksel özellikleri hem karanlıkta hem de ışık altında ileri ve ters beslem akım, kapasitans ve iletkenlik- voltaj ölçümleri kullanılarak incelenmiştir. Bu amaçla Is,Rs, Nss, EF, NA gibi ana elektriksel parametreler bu ölçümlerden elde edildi ve karşılaştırıldı. Nss' nin enerji yoğunluğuna göre dağılım profilleri, voltaja bağlı bariyer yüksekliği ve idealite faktörü dikkate alınarak ileri beslem I-V verilerinden elde edildi ve yarıiletkenin ortasından değerlik bandının tepesine doğru arttığı görüldü. Işık altında Nss değerlerinde azalma yönünde en büyük değişim MIS2 yapısında gözlendi. Ayrıca, düşük yüksek frekans metodu ile de Nss değerleri elde edildi.  MIS2 (8 nm yalıtkan tabakalı) yapısı, düşük idealite faktörü, düşük kaçak akımı, dolum faktörü ve veriminin yüksek oluşu gibi üstün özelliklerinden dolayı en iyisidir.İletkenlik ve kapasitans voltaj grafikleri yalıtkan tabaka kalınlığı, Nss ve aydınlatma etkilerine bağlı olarak tükenim ve birikim bölgelerinde dağılım gösterir. Nicollian ve Brews metodu kullanılarak Rs grafiği elde edildi. Rs grafikleri bütün numuneler için tükenim tabakasında bir pik verir. Bu pikin maksimum değeri artan yalıtkan tabaka kalınlığı ile tersinim bölgesine hareket eder. Ayrıca yapıların Ohm yasası ile hesaplanan Rs ve Rsh değerleri elektronik ve optoelektronik aygıtlar için uygun değerdedir.

Abstract:
In order to improve the performance of Al/p-Si (MS) structures, TiO2 interface layers of various thicknesses were coated between Al and p-Si by Atomic Layer Deposition (ALD) method. The electrical properties of these structures were investigated by using forward , reverse feed current, capacitance-, conductance-voltage measurements both in the dark and under illumination. For this purpose, the main electrical parameters such Is, n, Rs, Nss, EF, NA were obtained from these measurements and compared. According to the energy density of Nss, the distribution profiles were obtained from the feed forward I- V data considering barrier height, ideality factor and it increased from the middle of the semiconductor to the top of the valence band. The greatest change in the direction of decrease in Nss values under illumination was observed in MIS2 structure. Nss values were obtained by low-high frequency method. MIS2 (with 8 nm insulating layer) structure is best due to its superior properties such as low ideality factor, low leakage current, filling factor, high efficiency. Conductivity and capacitance voltage graphs show distribution in depletion and deposition zones depending on insulating layer thickness, Nss and lighting effects. Rs graph obtained by Nicollian and Brews method. The Rs plots give a peak in the depletion layer for all samples. The maximum value of this peak moves to the inversion region with increasing insulating layer thickness. Rs and Rsh values of the structures calculated by Ohm's law are suitable for electronic and optoelectronic devices.