Research Article

The thickness effect of insulator layer between the semiconductor and metal contact on C-V characteristics of Al/Si3N4/p-Si device

Volume: 23 Number: 5 October 20, 2017
TR EN

Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi

Öz

Metal-Yalıtkan-Yarıiletken (MIS) yapılar elektronik ve optoelektronikteki iyi uygulamalarından büyük ilgiye sahiptirler. Bu yapıların önemi tabaka depolama özelliği, kapasitans etkisi ve yüksek dileketrik sabitlerine sahip olmalarına dayandırılabilir. Bu yüzden Si3N4 tabakalı iki adet numune plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemiyle birinin kalınlığı 5 nm diğerinin kalınlığı 50 nm olacak şekilde p-tip Si üzerine büyütüldü. Si3N4 tabakasının kalınlığı bir elipsometreyle kontrol edildi. Al/Si3N4/p tip Si kontağın üzerine Si3N4 tabakasının kalınlık etkisi 10 kHz-1 MHz frekans değerleri için -5 V’tan +5 V voltaj aralığında yapıların kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri ile oda sıcaklığında  araştırıldı. Farklı kalınlığa sahip kontakların her bir durumda kapasitans değerlerinin artan frekansla azaldığı ve iletkenlik değerlerinin arttığı tespit edildi. Ara yüzey durumları (Nss) ve Seri direnç (Rs) etkileri, bariyer yüksekliği (Φb) ve taşıyıcı yoğunluğu (Na) kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri karakterizasyonlardan elde edildi ve açıklandı. Ayrıca 5 nm ve 50 nm kalınlık değerindeki tabakalar için 500 kHz frekansta çift yönlü C-V ve G-V karakterizasyonlarından elde edildi ve kıyaslandı. Sonuç olarak, Si3N4 tabakasının kalınlık değişiminin kontakların özelliklerini etkilediği görüldü ve bu kontakların Memrezistör yapısına sahiptirler ve gelecekte hafıza aygıtları için kullanılabilir ve geliştirilebilirler.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Güllü Ö, Türüt A. “Electrical analysis of organic dye-based MIS Schottky contacts”. Microelectronic Engineering, 87(12), 2482-2487, 2010.
  2. Karataş Ş, Yildirim N, Türüt A. “Electrical properties and interface state energy distributions of Cr/n-Si Schottky barrier diode”. Superlattices and Microstructures, 64, 483-494, 2013.
  3. Aydın ME, Yakuphanoglu F, Eom JH, Hwang DH. “Electrical characterization of Al/MEH-PPV/p-Si Schottky diode by current–voltage and capacitance-voltage methods”. Physica B: Condensed Matter, 387(1-2), 239-244, 2007.
  4. Ataseven T, Tatatroğlu A. “Temperature-dependent dielectric properties of Au/Si3N4/n-Si (metal insulator semiconductor) structures”. Chine Physics B, 22(11), 117310-1-117310-6, 2013.
  5. Zeyrek S, Acaroğlu E, Altındal Ş, Birdoğan S, Bülbül MM. “The effect of series resistance and interface states on the frequency dependent C-V and G/w-V characteristics of Al/perylene/p-Si MPS type Schottky barrier diodes”. Current Applied Physics, 13(7), 1225-1230, 2013.
  6. Orak I, Toprak M, Türüt A. “Illumination impact on the electrical characterizations of an Al/Azure A/p-Si heterojunction”. Physica Scripta, 89(115810), 1-5, 2014.
  7. Doğan H, Yıldırım N, Orak I, Elagöz S, Türüt A. “Capacitance-conductance-frequencycharacteristics of Au/Ni/n-GaN/undoped GaNStructures”. Physica B, Condensed Matter, 457, 48-53, 2015.
  8. Bilkan Ç, Zeyrek S, San SE, Altındal Ş. “A compare of electrical characteristics in Al/p-Si(MS) and Al/C20H12/p-Si (MPS) type diodes using current-voltage (I–V) and capacitance–voltage(C-V) measurements”. Materials Science in Semiconductor Processing, 32, 137-144, 2015.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

October 20, 2017

Submission Date

October 20, 2017

Acceptance Date

-

Published in Issue

Year 2017 Volume: 23 Number: 5

APA
Orak, İ., & Koçyiğit, A. (2017). Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(5), 536-542. https://izlik.org/JA88AA33NM
AMA
1.Orak İ, Koçyiğit A. Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23(5):536-542. https://izlik.org/JA88AA33NM
Chicago
Orak, İkram, and Adem Koçyiğit. 2017. “Al/Si3N4/P-Si/Aygıtının/C-V/Characteristikleri/üzerine/Metal/Ile/Yarıiletken/Kontak/Arasındaki/Yalıtkan/Tabakanın/Kalınlık/Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 (5): 536-42. https://izlik.org/JA88AA33NM.
EndNote
Orak İ, Koçyiğit A (October 1, 2017) Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 5 536–542.
IEEE
[1]İ. Orak and A. Koçyiğit, “Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 5, pp. 536–542, Oct. 2017, [Online]. Available: https://izlik.org/JA88AA33NM
ISNAD
Orak, İkram - Koçyiğit, Adem. “Al/Si3N4/P-Si/Aygıtının/C-V/Characteristikleri/üzerine/Metal/Ile/Yarıiletken/Kontak/Arasındaki/Yalıtkan/Tabakanın/Kalınlık/Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/5 (October 1, 2017): 536-542. https://izlik.org/JA88AA33NM.
JAMA
1.Orak İ, Koçyiğit A. Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23:536–542.
MLA
Orak, İkram, and Adem Koçyiğit. “Al/Si3N4/P-Si/Aygıtının/C-V/Characteristikleri/üzerine/Metal/Ile/Yarıiletken/Kontak/Arasındaki/Yalıtkan/Tabakanın/Kalınlık/Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 5, Oct. 2017, pp. 536-42, https://izlik.org/JA88AA33NM.
Vancouver
1.İkram Orak, Adem Koçyiğit. Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2017 Oct. 1;23(5):536-42. Available from: https://izlik.org/JA88AA33NM