Arayüzey Kalınlığının Bi4TiO Arayüzeye Sahip Al/p-Si Schottky Engel Diyotların Frekansa Bağlı Elektriksel Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Yıl 2016, Cilt: 6 Sayı: 2, 406 - 411, 01.06.2016

Mert Yıldırım

Öz

Kurşun içermeyen bizmut titanat Bi4Ti3O12, yani BiT kendisini çeşitli elektronik cihaz uygulamalarına uygun kılan özgün özellikleri nedeniyle araştırmacılarının ilgisini çekmektedir. Dolayısıyla, bu çalışma BiT arayüzeye sahip Schottky engel diyotlarının kalınlığa bağlı elektriksel özellikleri üzerine odaklanmıştır. Frekansa bağlı admitans ölçümleri Schottky engel diyotların elektriksel özelliklerinin BiT arayüzeyin kalınlığı tarafından etkilendiğini ortaya koymuştur. Düşük frekanslarda arayüzey durumlarından dolayı kapasite ve iletkenlik değerlerinde yüksek şiddette bir artış gözlenmiştir. Ayrıca, kapasite-gerilim C-V ve iletkenlik-gerilim G/ω-V eğrilerinde pikler gözlenmiş ve bu piklerin varlığı seri direnç ve arayüzey durumlarının neden olduğu etkilerle açıklanmıştır. BiT arayüzeyin kalınlığının artırılmasıyla birlikte arayüzey durumlarının arttığı, seri direncin ise azaldığı tespit edilmiştir. Dahası, Schottky engel diyotları için alıcı atomların katkılama yoğunluğu, difüzyon potansiyeli, görüntü kuvveti engel alçalması ve engel yüksekliği gibi temel elektriksel parametreler C-2-V eğrilerinden elde edilmiş ve BiT arayüzeyin kalınlığının bu parametrelerde değişikliğe yol açtığı tespit edilmiştir

Anahtar Kelimeler

Admitans spektroskopisi, Bizmut titanat, Elektriksel özellikler, Schottky engel diyotu

The Effect of Interlayer Thickness on Electrical Characteristics of Al/p-Si Schottky Barrier Diodes with Bi4Ti3O12 Interlayer

Öz

Lead-free bismuth titanate Bi4Ti3O12, i.e. BiT attracts attention of researchers due to its peculiar properties which make it suitable material for various electronic device applications. Therefore, this study focus on thickness dependent electrical characteristics of Schottky barrier diodes having BiT interlayer. Frequency dependent admittance measurements revealed electrical characteristics of the Schottky barrier diodes are affected by BiT interlayer thickness. An increase in capacitance and conductance is observed in a way that the intensity is higher at lower frequencies due to interface states. Also, peaks are observed in capacitance-voltage C-V and conductance-voltage G/ω-V plots and existence of these peaks were explained by the effects caused by series resistance and interface states. Series resistance was found to decrease with increasing BiT interlayer thickness whereas interface states increased. Moreover, main electrical parameters of Schottky barrier diodes; such as doping concentration of acceptor atoms, built-in voltage, image-force barrier lowering and barrier height, were extracted from C^-2-V plots and it was found that thickness of BiT interlayer alters these parameters.

Anahtar Kelimeler

Electrical characteristics, Admittance spectroscopy, Bismuth Titanate, Schottky barrier diode.

Kaynakça

• Altındal, Ş., Tunç, T., Tecimer, H., Yücedağ, İ. 2014. Electrical and photovoltaic properties of Au/(Ni, Zn)-doped PVA/n-Si structures in dark and under 250W illumination level. Mater. Sci. Semicon. Proc., 28: 48-53.
• Altındal, Ş., Uslu, H. 2011. The origin of anomalous peak and negative capacitance in the forward bias capacitance-voltage characteristics of Au/PVA/n-Si structures. J. Appl. Phys., 109(7), 074503.
• başman, N., Uzun, R., Arslan, Ö., Erol, İ., Çankaya, G., Uzun, O. 2015. Yeni bir organik ara tabaka esaslı Schottky diyodun elektronik karakterizasyonu. Karaelmas Fen ve Müh. Derg., 5(1): 52-55.
• bengi, A., Aydemir, U., Altındal, Ş., Özen, Y., Özçelik, S. 2010. A comparative study on the electrical characteristics of Au/n- Si structures with anatase and rutile phase TiO2 interfacial insulator layer. J. Alloy. Compd., 505(2): 628-633.
• card, H. c., Rhoderick, E. H. 1971. Studies of tunnel MOS diodes I. Interface effects in silicon Schottky diodes. J. Phys. D Appl. Phys., 4(10): 1589-1601.
• castagne, R., Vapaille, A. 1971. Description of the SiO2/Si interface properties by means of very low frequency MOS capacitance measurements. Surf. Sci., 28(1): 157-193.
• becomes prominent particularly at lower frequencies due to Wd (cm) 3.21x10-4 1.90x10-4 1.59x10-4 0.023 1.012