Ara Yüzeyine Grafen/Grafit katkılamanın Au/n-6H SiC/Au Schottky Bariyer Diyotunun Elektriksel Özelliklerine Etkisinin Araştırılması

Year 2023, , 1381 - 1390, 28.12.2023

Ercan Erdoğdu , M. Mahir Bülbül , Murat Ulusoy

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1307415

Abstract

Au/n-6H SiC/Au yapısı ve ara yüzeyine grafit ve grafen katkılı durumları 300 K sıcaklıkta incelendi. Her üç
numune için Raman, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Enerji dağılım spektroskopisi (EDS) yapı
analizleri yapıldı. Hem karanlıkta hem de ışık altında (100 mW/cm², 300-1800 nm, AM 1,5G standartı)
akım-voltaj (I-V) ölçümleri ve değişik frekanslarda karanlıkta kapasitans-voltaj (C-V) ölçümleri
kullanılarak temel bazı elektriksel parametreleri hesaplandı. Yapılan çalışma sonucunda Au/n-6H SiC/Au
yarıiletken yapısının dielektrik özelliklerini iyileştirme noktasında grafen’in, elektriksel özelliklerini
iyileştirme noktasında grafitin olumlu etki yaptığı gözlemlenmiştir

Keywords

Schottky Bariyer Diyot, Grafen, Grafit, n-6H-SiC, İdealite Faktörü

Investigation of the Effect of Graphene/Graphite Doping at the Interface on the Electrical Properties of Au/n-6H SiC/Au Schottky Barrier Diode

Abstract

The Au/n-6H SiC/Au structure and the graphite and graphene doped states at the interface of this
sample were examined at 300 K temperature. Raman, Scanning electron microscopy (SEM) and Energy
distribution spectroscopy (EDS) structure analyzes were performed for all three samples. Some basic
electrical parameters were calculated using current-voltage (I-V) measurements both in the dark and
under light (100 mW/cm², 300-1800 nm, AM 1.5G standard) and capacitance-voltage (C-V)
measurements in the dark at different frequencies. As a result of the study, it was observed that
graphene had a positive effect at the point of improving the dielectric properties of the Au/n-6H SiC/Au
semiconductor structure, and graphite had a positive effect at the point of improving the electrical
properties

Keywords

Schottky Barrier Diode, Graphene, Graphite, n-6H-SiC;, Ideality factor

References

• Aydoğan Ş., 2015. Katıhal Elektroniği, Ankara. 105-114, 50.
• Ayhan M.E., Gür B., 2020. Yüzeyi kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle grafen kaplanmış gümüş yüzeyin yansıtma ve ıslatabilme özelliklerinin incelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(1), 141-148. https://doi.org/10.21597/jist.665111
• Bacherikov Y.Y., Goroneskul v.Y., Gudymenko O.Y., Kladko V.P., Kolomys O.F., Krishchenko I.M., Okhrimenko O.B., Strelchuk V.V., 2020. Influence of microwave radiation on relaxation processes in silicon carbide. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. 23(2), 175-179. https://doi.org/10.15407/spqeo23.02.175
• Bunch J.S., Zande A.M., Verbridge S.S., Frank I.W., Tanenbaum D.M., Parpia J.M., Craighead H.G., McEuen P.L., 2007. Electromechanical resonators from graphene sheets. Science, 315, 490-493. https://doi.org/10.1126/science.1136836
• Demirezen S., Altlndal Ş., Kalandaragh Y.A., Akbaş A.M., 2022. A comparison of Au/n-Si Schottky diodes (SDs) with/without a nanographite (NG) interfacial layer by considering interlayer, surface states (Nss) and series resistance (Rs) effects. Physica Scripta, 97, 5. https://doi.org/10.1088/1402-4896/ac645f
• Ezgin H., Demir E., Acar S., Özer M., 2022. Investigation of temperature-dependent electrical parameters in a Schottky barrier diode with multi-walled carbon nanotube (MWCNT) interface. Materials Science in Semiconductor Processing, 147, 2-3. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2022.106672
• Ezgin H., 2022. n-6H-SiC Yarıiletken tabanlı çok duvarlı karbon nanotüp arayüzlü schottky diyot üretimi ve karakteristiklerinin belirlenmesi (Doktora), Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Haziran, 77.
• Güzel T., Bilgili A.K. and Özer M., 2018. Investigation of inhomogeneous barrier height for Au/n-type 6H-SiC Schottky diodes in a wide temperature range. Superlattices and Microstructures, 124, 30-40. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.10.004
• Kaya A., Sevgili Ö., Altındal S. and Öztürk M.K., 2015. Current-conduction mechanism in Au/n-4H-SiC Schottky barrier diodes. Indian Journal of Pure & Applied Physics, 15, 56-65.
• Kumar A.A., Rao L.D., Reddy V.R., Choi C.J., 2013. Analysis of electrical characteristics of Er/p-InP Schottky diode at high temperature range. Current Applied Physics, 13(6), 975-980. hhttps://doi.org/10.1016/j.cap.2013.01.046
• Rhoderick E. H. and Williams, R. H., 1988. Metal-Semiconductor Contacts, Oxford: Clarendon Press.
• Sönmezoğlu S., Akın S. 2011. Kapasitans‐Voltaj (C‐V) Yöntemiyle Sb Katkılı TiO2 / n‐Si MIS Yapının Seri Direnç Parametresinin Hesaplanması, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 011101 (1‐8)
• Sze S.M., Kwok K.N., 2007. Physics of Semiconductor Devices, 3rd, ed John Wiley & Sons, New Jersey. 154-158.
• Tataroğlu A., Altındal Ş. and Kalandaragh Y.A., 2021. Electrical characterization of Au/n-Si (MS) diode with and without graphene-polyvinylpyrrolidone (Gr-PVP) interface layer. J Mater Sci: Mater Electron, 32, 3451–3459.
• Torğut G., Gürler N., 2021. Grafen Katkılı Nişasta Filmlerinin Dielektrik Özelliklerinin Geniş Frekans Aralığında İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(2), 1393-1401. https://doi.org/10.21597/jist.830255
• Wang Y.Y., Ni Z.H., Shen Z.X., Wang H.M., Wu Y.H., 2008. Interference enhancement of Raman signal of graphene. Appl. Phys. Lett., 92, 043121. https://doi.org/10.1063/1.2838745
• Zhenhua N., Yingying W., Ting Y., Zexiang S.,2008. Raman Spectroscopy and Imaging of Graphene. Nano Res. 1, 273-291 https://doi.org/10.1007/s12274-008-8036-1