Doğal Oksit Arayüz Tabakasının Metal-Oksit-Yarıiletken (Al/n-Si/Al) Yapısının Elektriksel Özelliklerine Etkisi
Öz
Günümüz teknolojisinde geniş bir kullanım alanına sahip olan Schottky kontaklar, katkılama düzeyine bağlı olarak iletkenliklerinin ayarlanabilmesi sayesinde hem katıhal fiziği hem de malzeme bilimi araştırmalarının odak noktasında yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında, n-tipi silisyum (Si) taban üzerine alüminyum (Al) metali kullanılarak hem doğrultucu hem de omik kontaklardan oluşan Al/n-Si/Al Schottky diyot yapıları üretilmiştir. Araştırmanın temel amacı; arayüzey durumları ve seri direncin diyotun karakteristik parametreleri üzerindeki etkisini analiz etmektir. Deneysel süreçte, kimyasal ve fiziksel temizlik aşamaları özdeş olan iki numune hazırlanmıştır. İlk numunenin (Diyot 1) doğrultucu kontağı omik kontakla aynı gün oluşturulurken; ikinci numunenin doğrultucu kontağı, çevresel etkileri gözlemlemek amacıyla yedi gün sonra aynı koşullarda tamamlanmıştır. Numunelerin akım-voltaj (I-V) ölçümleri üzerinden; engel yüksekliği (eФbn), idealite faktörü (n), donör yoğunluğu (Nd), doyma akımı (Io) ve seri direnç (Rs) değerleri hesaplanmış; elde edilen veriler Cheung fonksiyonları ile doğrulanmıştır. Ayrıca, arayüzey özelliklerinin cihaz performansı üzerindeki etkisi kapasitans-voltaj (C-V) ve kapasitans-frekans (C-f) analizleri ile detaylandırılarak bariyer yükseklikleri ve idealite faktörleri belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Arayüzey Halleri, Schottky Diyodu, Omik Kontak, Seri Direnç, Metal-Yalıtkan-Yarıiletken( MIS) Schottky Diyodu
Teşekkür
Kaynakça
- [1] A. Türüt, “On current-voltage and capacitance-voltage characteristics of metal-semiconductor contacts,” Turkish Journal of Physics, vol. 44, no. 4, pp. 302–347, 2020, doi: 10.3906/fiz-2007-11.
- [2] H. C. Card and E. H. Rhoderick, “Studies of tunnel MOS diodes I. Interface effects in silicon Schottky diodes,” Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 4, no. 10, pp. 1589–1601, 1971, doi: 10.1088/0022-3727/4/10/319.
- [3] C. R. Crowell and S. M. Sze, “Electron-optical-phonon scattering in the emitter and collector barriers of semiconductor-metal-semiconductor structures,” Solid-State Electronics, vol. 8, no. 12, pp. 979–990, 1965, doi: 10.1016/0038-1101(65)90164-4.
- [4] M. E. Aydin, K. Akkilic, and T. Kilicoglu, “The importance of the neutral region resistance for the calculation of the interface state density distribution in Pb/p-Si Schottky contacts,” Physica B: Condensed Matter, vol. 352, no. 1–4, pp. 312–317, 2004, doi: 10.1016/j.physb.2004.08.003.
- [5] Ş. Karataş, Ş. Altındal, and M. Çakar, “Current transport in Zn/p-Si(1 0 0) Schottky barrier diodes at high temperatures,” Physica B: Condensed Matter, vol. 357, no. 3–4, pp. 386–397, 2005, doi: 10.1016/j.physb.2004.12.003.
- [6] B. Batı, “İdeal ve ideal olmayan omik ve doğrultucu kontaklı Au/n-Si Schottky diyotlarda doğru besleme karakteristikleri,” Ph.D. dissertation, Atatürk Univ., Erzurum, Turkey, 1999.
- [7] Ö. Demircioğlu, Ş. Karataş, N. Yıldırım, and Ö. F. Bakkaloğlu, “Effects of temperature on series resistance determination of electrodeposited Cr/n-Si/Au–Sb Schottky structures,” Microelectronic Engineering, vol. 88, no. 9, pp. 2997–3002, 2011, doi: 10.1016/j.mee.2011.04.060.
- [8] V. L. Rideout, “A review of the theory, technology and applications of metal-semiconductor rectifiers,” Thin Solid Films, vol. 48, no. 3, pp. 261–291, 1978, doi: 10.1016/0040-6090(78)90007-X.
- [9] B. Batı, Ç. Nuhoğlu, M. Sağlam, E. Ayyıldız, and A. Türüt, “On the forward bias excess capacitance at intimate and MIS Schottky barrier diodes with perfect or imperfect ohmic back contact,” Physica Scripta, vol. 61, no. 2, pp. 209–212, 2000, doi: 10.1238/Physica.Regular.061A00209.
- [10] J. H. Werner, R. T. Tung, A. F. J. Levi, and M. Anzlowar, “Admittance measurements at epitaxial and nonepitaxial silicide Schottky contacts,” MRS Proceedings, vol. 91, pp. 433–438, 1987, doi: 10.1557/PROC-91-433.