Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi

Yıl 2017, Cilt: 5 Sayı: 3, 167 - 176, 15.09.2017

Selçuk Demirezen

Öz

Bu çalışmada PrBaCoO-nanofiber
arayüzey tabakalı metal-yarıiletken (Au/n-Si) yapılarda arayüzey durumlarının
yoğunluğunun (Nss) ve seri direncin (Rs) hem frekans hem de voltaja bağlı
incelendi. Bu amaçla hem kapasitans-gerilim (C-V) hem de iletkenlik-gerilim (G/w-V) ölçümleri
oda sıcaklığında, 1 kHz-1 MHz frekans ve (±3 V) gerilim aralığında
gerçekleştirildi. Arayüzey durumlarının frekans ve gerilime bağlı dağılımları
hem Hill Coleman hem de yüksek-düşük kapasitans (CHF-CLF) metotlarından, Rs ise
Nicollian-Brews metodundan elde edildi. Arayüzey durumlarının ve onların yaşama
süreleri (t) ise Nicollien and Goetzberger tarafından geliştirilen
Admittance/Kondüktans metodundan elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, empedans
ölçümlerinde Nss durumlarının özellikle tüketim ve terslenim bölgelerinde
etkili iken Rs nin sadece yığılma bölgesinde ve yüksek frekanslarda etkin
olduğunu göstermiştir. Ölçülen C-V ve G/w-V grafikleri üzerine Rs
etkisini minimize etmek için, ölçülen kapasitans ve iletkenlik değerleri yüksek
frekanslar için düzeltilmiştir. Sonuç olarak, kapasitörlerde arayüzey tabaka
olarak, geleneksel düşük dielektrikli SiO₂ yerine PrBaCoO gibi
yüksek dielektrkli malzemelerin kulanılması halinde, kapasitörde çok daha fazla
miktarda yük ve dolayısıyla enerji depolanabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Au/PrBaCoO-nanofiber/n-Si yapılar/kapasitörler, Admitans ölçümleri, Arayüzey durumları ve seri direnç, frekans ve voltaj bağımlılğı

Kaynakça

• [1] S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley and Sons, New York, 1981.
• [2] E.H. Nicollian, J.R. Brews, Metal Oxide Semiconductor (MOS) Physics and Technology Wiley, New York 1982.
• [3] E. H. Nicollian, A. Goetzberger, Bell Syst. Tech. J., 46 (1967) 1055-1133.
• [4] Y. Şafak Asar, T. Asar, Ş. Altındal, S. Özçelik, Journal of Alloys And Compounds, 628 (2015) 442.
• [5] M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian, Int. J. Electrochem. Sci, 3 (2008) 1196-1217.
• [6] J. Ho, T. Richard Jow, S. Boggs, IEEE Electrical Insulation Magazine, 26 (2010) 20-25.
• [7] S. A. Yerişkin, H. İ. Ünal, B. Sarı, Journal of Appliad Polymer Sceince 120 (2011) 390.
• [8] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
• [9] S. Demirezen, Ş. Altındal, S. Özçelik, E. Özbay, Microelectronics Reliability 51 (2011) 2153.
• [10] A. Kaya, H. Tecimer, Ö. Vural, I. H. Taşdemir, S. Altındal, IEEE Trans. on Elec. Dev. 61 (2014) 584
• [11] S. Demirezen, E. Özavcı, Ş. Altındal, Materials Science in Semiconductor Processing 23 (2014) 1–6.
• [12] B. Şahin, H. Çetin, E. Ayyıldız, Solid State Communications 135 (2005) 490.
• [13] I.M. Afandiyeva, I. Dökme, Ş. Altındal, L.K. Abdullayeva, Sh.G. Askerov, Microelectronic Engineering 85 (2008) 365.
• [14] M.M. Bulbul, S. Zeyrek, Microelectronic Engineering 83 (2006) 2522.
• [15] I.M. Afandiyeva, S. Demirezen, Ş. Altındal, Journal of Alloys and Compounds 552 (2013) 423.
• [16] H.C. Card, E.H. Rhoderick, J Phys D Appl Phys, 4 (1971) 1589.
• [17] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
• [18] P. Chattopadhyay, B. Raychaudhuri, Solid State Electron. 35 (1992) 1023.
• [19]S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, Materials Science in Semiconductor Processing, 33(2015)140–148.
• [20] S. Altındal, H. Uslu, J. Appl. Phys. 109 (2011) 074503.
• [21] Ö. Tüzün, Ş. Altındal, Ş. Öktik, Materials Science and Engineering B 134 (2006) 291.
• [22] P. S. Ho, E. S. Yang, H. L. Evans, X. Wu, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 177.
• [23] J. Werner. A. F. J. Levi, R.T. Tung, M. Anslowar, M. Pinto, Phys. Rev. Lett. 60 (1988) 53.
• [24] W.A. Hill, C.C. Coleman, Solid State Electron. 23 (1980) 987.
• [25] Ş. Altındal, H.Kanbur, İ. Yücedağ, A. Tataroğlu, Microelectron. Engin. 85 (2008) 1495- 1501.
• [26] M. Depas,R. L. Van Meirhaeghe, W. H.Laflere, F. Cardon, Semicond. Sci. Technol. 7 (1992) 1476-1483.
• [27] N. Konofaos, I. P. McClean, C. B. Thomas, Phys. Stat. Sol (a), 161 (1997) 111.
• [28] A. Singh, Solid State Electronics, Vol 28 (1985) 223-232.