Magnetron saçtırma yöntemiyle hazırlanan metal/P-InP Schottky diyotların karakteristik parametrelerinin tavlama ve numune sıcaklıgına baglı degisimlerinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2012
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KADİR EJDERHA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Bahattin ABAY
Özet:InP ikili yarıiletkeni, yaygın olarak kullanılan Si ve GaAs yarıiletkenlerine nazaran oldukça büyük taşıyıcı süratinden ötürü yüksek-güç ve yüksek-frekans elektroniğinde kullanılmaktadır. Metal-yarıiletken (MY) Schottky doğrultucular, düşük düz beslem voltajı ve anahtarlama hızlarından dolayı güç kaynağı endüstrisinde yıllardır kullanılmaktadır. Magnetron saçtırma, refraktori metal filmlerin kullanıldığı yüksek frekans, yüksek güç ve yüksek sıcaklık devre elemanı imalinde sıklıkla kullanılan bir tekniktir. Bu çalışmada, magnetron DC saçtırma yöntemi kullanılarak kobalt ve nikel refraktöri metalleri ile p-InP yarıiletkeni üzerinde Co/p-InP ve Ni/p-InP Schottky diyotları imal edildi. İmal edilen Co/p-InP ve Ni/p-InP Schottky diyotların akım-voltaj (I-V) karakteristiklerinin numune sıcaklığına (60-400 K) ve tavlama sıcaklığına (400, 600 ve 700oC) bağlılığı incelendi. Tavlanan numunelerin I-V karakteristikleri numunelerin oda sıcaklığında dengeye gelmesi için belli bir süre beklendikten sonra kaydedildi. Oda sıcaklığı I-V ölçümlerinden tavlanmamış numuneler için homojen engel yükseklikleri (EY) ve idealite faktörleri (n) hesaplandı. Oda sıcaklığı I-V karakteristiklerinden elde edilen homojen EY'nin Schottky metali ve tavlama sıcaklığına göre ciddi bir değişiklik göstermediği görüldü. Numune sıcaklığının fonksiyonu olarak kaydedilen I-V karakteristiklerinden elde edilen idealite faktörlerinin 1.00'den büyük değerleri MY arayüzeyindeki doğal oksit tabakasına atfedilerek I-V karakteristiklerinin klasik termoiyonik emisyon (TE) modeli ile izah edilemeyeceği sonucuna varıldı. Bu yüzden, tavlanmamış numunelerin I?V karakteristikleri doğal oksit tabakası varlığı durumunda dikkate alınan geçirgenlik katsayısı ?p = 1.76×10?3 değeri ile düzeltildi. Co/p-InP ve Ni/p-InP Schottky diyotların EY'nin azalan numune sıcaklığı ile azalması, EY'nin yanal inhomojenliğine atfedildi. Doğal oksit tabakasının etkisi düzeltilmeden önce Co/p-InP yapısının EY nin sıcaklığa bağlılığı arayüzey ikili Gauss dağılımına sahip EY modeli ile açıklandı. Bu yapı için geleneksel Richardson çiziminden elde edilen etkin EY değerlerinin de Schottky metaline göre ciddi bir değişiklik göstermediği görüldü. Gauss dağılımına sahip EY düşüncesinin geleneksel TE modeli ile birleştirilmesi ile modifiye edilen Richardson çizimlerinden elde edilen modifiye Richardson sabiti (A*), Co/p-InP yapısı için uygulanan tavlama sıcaklığıyla (600oC'ye kadar) bilinen (=60.0 A(cmK)-2) değerine yaklaşmıştır. Bununla birlikte, Ni/p-InP yapısı için elde edilen modifiye Richardson sabiti tavlamadan önce bilinen değere çok yakın iken artan tavlama sıcaklıklarında bu değerden gittikçe uzaklaşmıştır. 700oC'de tavlama işleminden sonra her iki numune doğrultucu özellik göstermesine rağmen, diyot parametreleri için makul değerler bulunamamıştır. Sonuç olarak, tavlama işlemi ile arayüzey hallerinin bertaraf edildiği Co/p-InP yapısının daha kararlı hale geldiği, bunun aksine, arayüzey hallerinin aktifleştiği Ni/p-InP yapısının daha düzensiz hale geldiği söylenebilir.