Metal/III-V yarıiletken n-GaAs metal doğrultucu kontakların numune sıcaklığına bağlı diyot karakteristiklerinin bazı metotlarla irdelenmesi
Investigation by means of some methods of temperature-dependent diode characteristics of metal/III-V semiconductor n-GaAs rectifying contacts
Yazar: DURMUS ALİ ALDEMİR
Danışman: PROF. DR. ALİ KÖKCE
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Cheung fonksiyonları = Cheung functions ; Schottky diyodları = Schottky diodes

Özet:
Magnetron DC saçtırma yöntemiyle üretilen Ni/n-GaAs/In Schottky diyotlarının sıcaklık bağlı akım-gerilim (I-V) karakteristikleri çalışılmıştır. Sıfır-beslem engel yüksekliğinin sıcaklığa karşı grafiği iki farklı bölge göstermiştir. Düşük sıcaklıklarda sıfır-beslem engel yüksekliği, engel yüksekliğinin bölgesel ve yanal dağılımından dolayı artan sıcaklıkla artmıştır. Werner ve Güttler?in modelinden engel yüksekliğinin ve idealite çarpanının düşük sıcaklıklardaki sıcaklık bağlılığını analiz etmede faydalanılmıştır. Sıfır-beslem engel yüksekliğinin standart sapması 64 mV olarak hesaplanmıştır ve engel yüksekliğinin gerilim katsayıları ro2 = -6.94×10-4 ve ro3 = -5.73 mV olarak belirlenmiştir. Yüksek sıcaklıklarda sıfır-beslem engel yüksekliği yarıiletkenin yasak band aralığının sıcaklık bağlılığından dolayı artan sıcaklıkla azalmıştır. Sıfır-beslem engel yüksekliğinin sıcaklık bağlılığından dolayı Richardson eğrisinde bükülme gözlenmiştir. Etkin Richardson sabiti farklı metotların kullanılmasıyla belirlenmiştir. Ayrıca To etkisi ve diyotların düz-band engel yüksekliğinin sıcaklık bağlılığı incelenmiştir.

Ni/n-GaAs/In Schottky diyotlarının önemli kontak parametreleri, geleneksel I-V metodu, Cheung fonksiyonları, Norde metodu ve genelleştirilmiş Norde metodu kullanılarak her bir sıcaklık değeri için elde edilmiştir. Daha sonra sonuçlar birbirleriyle kıyaslanmıştır. 60-320 sıcaklık değerleri arasında Ni/n-GaAs Schottky diyotlarının idealite çarpanının uygulanan gerilime bağlılığı incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Schottky diyotlar, Schottky engel inhomojenitesi, n-GaAs, I-V-T  karakteristikleri,  Cheung  fonksiyonlar,  Norde  metodu,  genelle#tirilmi#  Norde metodu.

Abstract:
Temperature-dependent current-voltage (I-V) characteristics of Ni/n-GaAs/In Schottky diodes which are fabricated by magnetron DC sputtering system have been studied. The zero-bias barrier height (BH) versus temperature plot involves two distinct regions. At low temperatures, the zero-bias BH increases with increasing temperature due to local and lateral distribution of the barrier height. Werner and Güttler?s model has been employed to analyze the temperature dependence of barrier height and ideality factor at low temperatures. The standard deviation of the zero-bias BH was calculated as 64 mV and the voltage coefficients of the barrier height were determined as ro2 = -6.94×10-4 and ro3 = -5.73 mV. At high temperatures, the zero-bias BH decreases with increasing temperature because of the temperature dependence of semiconductor band gap. The non-linearity has been observed in the Richardson plot due to temperature dependence of the zero-bias BH. Effective Richardson constant was determined by using different methods. The To effect and the temperature dependence of flat-band BH of the diodes have been investigated.

The important contact parameters of the Ni/n-GaAs/In Schottky diodes have been obtained by using conventional I-V method, Cheung functions, Norde method, and generalized Norde method for each temperature. Then, the results have been compared with each other. The bias dependence of the Ni/n-GaAs/Schottky diodes? ideality factor was investigated.

Keywords:  Schottky  diodes,  Schottky  barrier  inhomogeneities,  n-GaAs,  I-V-T characteristics, Cheung functions, Norde method; generalized Norde method.