Bu çalışmanın amacı, ara yüzey seviyelerinin ve seri direcin
(Rs) Sc2O3 (Skandiyum oksit) MOS (Metal Oksit
Yarıiletken) kapasitörünün elektriksel karakteristiği üzerine etkisini frekansa
bağlı olarak incelemektir. Sc2O3 MOS kapasitörü RF
magnetron saçtırma sistemi ile p tipi Si (100) üzerine üretilmiştir. Kapasitörün
kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/ω-V) değişimleri, 50 kHz ile 1
MHz arasında değişen altı farklı frekansta ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar,
C-V eğrisinin yığılım bölgesinde kapasitans değerlerinin Rs etkisi
nedeniyle beklenenden daha düşük olduğunu göstermiştir. G/ω-V
karakteristiklerinde ise bu etki nedeniyle pikler belirgin bir şekilde
oluşmamıştır. Bu nedenle, ölçüm sonuçlarına Rs düzeltmesi
yapıldıktan sonra, Sc2O3/Si ara yüzeyinde oluşan tuzak
yüklerinin elektriksel karakteristik üzerine etkisi incelenmiştir. Frekansın
azalmasıyla birlikte ara yüzey tuzak yükleri, AC voltaj sinyalini takip ederek
ölçülen kapasitansa katkı sağlamışlardır. Düzeltilmiş C-V ve G/ω-V
ölçümlerinden yararlanılarak p tipi Si için taşıyıcı konsantrasyonu (Na),
bariyer yüksekliği (ΦB) ve Fermi seviyesi - değerlik bandı
arasındaki enerji farkı (EF) değerleri hesaplanmıştır.
The purpose of this study is to examine the effects of
interface states and series resistance (Rs) on the electrical
characteristic of Sc2O3 (Scandium oxide) MOS (Metal Oixde
Semiconductor) capacitor depending on frequency. Sc2O3 MOS
capacitor was produced on p type Si (100) with RF magnetron sputtering. Capacitance-voltage
(C-V) and Conductance-voltage (G/ω-V) variations of the capacitor were measured
in six different frequencies ranging from 50 kHz to 1 MHz. The obtained results
showed that the capacitance values in the accumulation region of the C-V curve were
lower than expected due to the Rs effect. The peaks were not clearly
formed due to this effect in the G/ω-V
characteristics. For this reason, the effect of trap charges on the electrical
characteristics of the Sc2O3/Si interface was
investigated after Rs correction applied to the experimental
results. The interface trap-charges contributed to the measured capacitance
with decreasing frequency by following the AC voltage signal. The carrier
concentration for p type Si (Na), barrier height (ΦB),
and energy difference between the bulk Fermi level and valance band edge (EF)
values were calculated by using corrected C-V and G/ω-V measurements.
The purpose of this study is to examine the effects of interface
states and series resistance (Rs) on the electrical characteristic
of Sc2O3 (Scandium oxide) MOS (Metal Oixde Semiconductor)
capacitor depending on frequency. Sc2O3 MOS capacitor was
produced on p type Si (100) with RF magnetron sputtering. Capacitance-voltage
(C-V) and Conductance-voltage (G/ω-V) variations of the capacitor were measured
in six different frequencies ranging from 50 kHz to 1 MHz. The obtained results
showed that the capacitance values in the accumulation region of the C-V curve
were lower than expected due to the Rs effect. The peaks were not
clearly formed due to this effect in the G/ω-V characteristics. For this
reason, the effect of trap charges on the electrical characteristics of the Sc2O3/Si
interface was investigated after Rs correction applied to the
experimental results. The interface trap-charges contributed to the measured
capacitance with decreasing frequency by following the AC voltage signal. The
carrier concentration for p type Si (Na), barrier height (ΦB),
and energy difference between the bulk Fermi level and valance band edge (EF)
values were calculated by using corrected C-V and G/ω-V measurements.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Metroloji,Uygulamalı ve Endüstriyel Fizik, Malzeme Üretim Teknolojileri |
Bölüm | Araştırma Makalesi |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 1 Haziran 2018 |
Gönderilme Tarihi | 10 Temmuz 2017 |
Kabul Tarihi | 19 Şubat 2018 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2018 |
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.