Au/n-InP ve Au/Pyronine-B/n-InP Schottky yapıların sıcaklıga baglı elektriksel karakterizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT SOYLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Bahattin ABAY
Özet:ÖZETDoktora TeziAu/n-InP ve Au/Pyronine-B/n-InP SCHOTTKY YAPILARIN SICAKLIĞA BAĞLIELEKTRİKSEL KARAKTERİZASYONUMurat SOYLUAtatürk ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Bahattin ABAYn-InP tabanlı Schottky diyotlar yüksek hız ve güç yoğunluğu gerektiren elektronik veoptoelektronik devre elemanlarının imalinde potansiyel uygulamalara sahiptir. Bununlabirlikte, metal/n-InP kontakların 0.35-0.45 eV gibi düşük engel yüksekliğine ve yükseksızıntı akımına sahip oluşu n-InP yariiletkeninin bu alanlardaki kullanımınısınırlandırmaktadır. Metal ile yarıiletken arasında ince bir arayüzey tabakasınınMetal/n-InP Schottky yapılarda iyileştirici rol oynadığı bilinmektedir. Bu çalışmada,Au/n-InP Schottky diyodunun engel yüksekliğinin modifikasyonu için organikPyronine-B ara yüzey tabakalı Au/Pyronine-B/n-InP yapısı oluşturuldu. Au/n-InP veAu/Pyronine-B/n-InP yapıları 500 µm kalınlıklı (100) yönelimli n-tipi InP kristaliüzerinde imal edildi. Omik kontak, numunenin parlatılmamış yüzeyine Au-Gemetalizasyonu ve 300 oC de 5 dakika azot gazı akışı altında tavlanarak oluşturuldu. İkieşit parçaya bölünen numunenin parlatılmış yüzüne damlatılmış Pyronine-Bçözeltisinden dönel kaplama tekniği kullanılarak çözücünün uzaklaştırılması suretiylenumune yüzeyinde homojen kalınlıklı ince bir film tabakası oluşturulduktan sonra heriki parça üzerinde referans Au/n-InP ve arayüzeyli Au/Pyronine-B/n-InP Schottkydiyodları imal edildi.Hazırlanan Au/n-InP ve Au/Pyronine-B/n-InP Schottky kontakların I-V ve C-Völçümleri sıcaklığa bağlı olarak alındı. Oda sıcaklığında Au/Pyronine-B/n-InP yapısınınengel yüksekliği referans Au/n-InP yapısınınkine göre yaklaşık 0.18 eV artmasınarağmen 1.103 ideaite faktörü ile ideallik sınırı içinde kaldığı gözlendi. Deneysel I-Vverilerinden elde edilen engel yükseklikleri artan sıcaklıkla artarken idealite faktörleriazalmaktadır. Her iki diyod için liner olmayan davranış sergileyen gelenekselRichardson çizimlerinin lineer kısımlarından elde edilen aktivasyon enerjileri veRichardson sabitleri sırasıyla 0.35, 0.32 eV ve 0.848, 3.04x10-5 AK-2cm-2 olarak eldeedildi. Bu davranış, metal/yarıiletken arayüzeyde gaussian dağılıma sahip homojenolmayan engele atfedildi. Gaussian dağılım teorisi kullanılarak ortalama engelyükseklikleri ve standart sapmaları sırasıyla Φ b =0.526, 0.961 eV ve Ï s 0 = 0.060,i0.126 eV olarak elde edildi. Ayrıca, gaussian dağılım teorisi kullanılarak modifiyeedilen Richardson çizimlerinden ortalama engel yüksekliği ve Richardson sabitideğerleri sırasıyla Φ b =0.532, 0.988 eV ve A* =15.90, 17.73 AK-2cm-2 olarak eldeedildi. Her iki çizimden elde edilen ortalama engel yüksekliklerinin bir biriyle;Richardson sabitlerinin de teorik 9.4 AK-2cm-2 değeri ile uyum içinde olması gaussiandağılım teorisinin uygulanabilirliğinin bir ölçüsü olarak değerlendirildi.1 MHz frekans değerinde alınan C-V ölçümlerinden kapasitenin artan sıcaklıkla arttığıbelirlendi. Au/n-InP ve Au/Pyronine-B/n-InP yapılarının C-V ölçümlerinden elde edilenoda sıcaklığındaki Φ b (C â V ) engel yükseklikleri sırasıyla 0.456 eV ve 0.643 eV olarakelde edildi. Φ b (C â V ) engel yüksekliklerinin sıcaklık katsayılarının InP'ın yasak enerjiaralığının sıcaklık katsıyısına yaklaşık eşit oluşu, engel yüksekliğinin InP'ın yasakenerji aralığının sıcaklıkla değişimine paralel bir değişim sergilediği şeklindedeğerlendirildi.2007, 106 sayfaAnahtar Kelimeler: Schottky kontaklar, InP, Pyronine-B, I-V ve C-V ölçümü, engelhomojensizliğiii