Zn/n-Si/Au-Sb ve Zn/ZnO/n-Si/Au-Sb SCHOTTKY DİYOTLARIN ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİKLERİ ÜZERİNE FARKLI ENERJİ VE DOZLARDAKİ ELEKTRON VE GAMA RADYASYONLARININ ETKİLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Maryam ABDOLAHPOUR SALARI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa SAĞLAM
Özet:Bu tez çalışmasında diyotları üretmek için altlık olarak (100) yönelimli ve 400 μm kalınlıklı ve 1-10 Ωcm özdirence sahip n–tipi Si yarıiletkeni kullanılmıştır. n-Si yarıiletkeni kimyasal olarak temizlendikten sonra, 10-6 torr vakumda mat yüzey üzerine önceden hazırlanan Au-Sb alaşımı buharlaştırılıp 425 ºC' de 3 dakika tavlanarak omik kontak elde edilmiştir. Daha sonra çalışmanın amacı dikkate alınarak Au-Sb omik kontaklı n-Si yarıiletkeni elmas kalem yardımıyla 12 parçaya bölünmüştür. Bu parçalardan 6 tanesinin diğer temiz ve parlak yüzeyi üzerine vakumda DC magnetron püskürtme (sputtering) metoduyla ve 1 mm çaplı dairesel maskeler kullanılarak Zn metali püskürtülerek referans diyotlar üretilmiştir. Bu işlemler sonucunda aynı şartlar altında 6 adet Zn/n-Si/Au-Sb referans diyotları elde edilmiştir. Diğer 6 adet Au-Sb omik kontaklı n-Si yarıiletkenlerinin temiz ve parlak yüzeyleri üzerine ise aynı şartlar altında radyo ferekans magnetron püskürtme tekniği ile ZnO ince filmleri büyütülmüştür. Büyütülen filmlerin yapısal ve yüzeysel özellikleri XRD, SEM ve AFM teknikleri ile incelenmiştir. ZnO ince filmlerin n-Si' nin yüzeyini tamamen kapladığı, hemen hemen homojen olduğu ve polikristal özellik gösterdiği tespit edilmiştir. Daha sonra üzerlerinde ZnO ince filmleri bulunan bu 6 adet Au-Sb alaşımlı n-Si yarıiletkenleri vakumda DC magnetron püskürtme metoduyla ve 1 mm dairesel çaplı maskeler kullanılarak, ZnO ince filmleri üzerine Zn metali püskürtülerek Zn/ZnO/n-Si/Au-Sb diyotları elde edilmiştir. Üretilen 6 adet referans Zn/n-Si/Au-Sb ve 6 adet ZnO arayüzeyli Zn/ZnO/n-Si/Au-Sb diyotlarının oda sıcaklığında akım voltaj (I-V) ve kapasite-voltaj (C-V) ölçümleri alınmıştır. Çalışmanın amacı ZnO' nun radyasyon altında çalışan diyotlar üzerindeki koruyucu etkisini ortaya çıkarmak olduğu için, üç adet referans Zn/n-Si/Au-Sb ve üç adet ZnO arayüzey tabakalı Zn/ZnO/n-Si/Au-Sb diyodu 25, 50 ve 75 Gray doza sahip elektron ışınlamasına, diğer üç adet referans Zn/n-Si/Au-Sb ve üç adet ZnO arayüzey tabakalı Zn/ZnO/n-Si/Au-Sb diyodu da baryum, amerisyum ve kobalt gama kaynakları kullanarak, gama ışınlamasına tabii tutulmuştur. Elektron ve gama ışınlamalarından sonra altısı referans ve altısı ZnO arayüzey tabakalı olmak üzere oniki adet diyodun I-V ve C-V ölçümleri oda sıcaklığında ve karanlıkta tekrarlanmıştır. Elektron ve gama ışınlamalarından önce ve sonra alınan I-V ve C-V karakteristiklerinden yararlanarak diyotların idealite faktörleri, engel yükseklikleri ve seri dirençleri gibi karakteristik parametreleri farklı metodlarla hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Uygulanan radyasyonla idealite faktörleri artarken, diyotların engel yüksekliklerinin azaldığı tespit edilmiştir. Ancak ZnO arayüzey tabakalı diyotlardaki yüzeyde değişimlerin referans diyotlara göre daha az olduğu görülmüştür.