The growth, fabrication and characterisation of high performance AlxGa1-xN metal-semiconducto-metal photodiodes
Yüksek performanslı AlxGa1-xN metal-yarıiletken-metal fotodiyotların büyütülmesi, üretilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 180641
- Danışmanlar: PROF.DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotodedektör, Fotodiyot, GaN, AlGaN, Metal-yarıiletken-metal, Yarı-yalıtkaniv, Photodetector, Photodiode, GaN, AlGaN, Metal-semiconductor-metal, Semi-insulatingii
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
ÖzetYÜKSEK PERFORMANSLI AlxGa1-xN METAL-YARIİLETKEN-METAL FOTODİYOTLARIN BÜYÜTÜLMESİ, ÜRETİLMESİ VEKARAKTERİZASYONUSerkan BütünFizik Yüksek LisansTez Yöneticisi: Prof. Dr. Ekmel ÖzbayEylül 2006Askeri, telekomünikasyon ve biyolojik görüntüleme gibi alanlar içinyüksek performanslı mor-ötesi (MÖ) fotodedektörler her zaman önem arzetmektedir. AlxGa1-xN malzeme sistemi bu tür uygulamalar için oldukçauygundur. Malzemenin doğru bant aralığı Al konsantrasyonu değiştirilerek 200nm den 360 nm ye kadar olan bölge taranabilir. Bu çalışmada tasarımını yapıpsafir üzerine büyüttüğümüz Al0.75Ga0.25N katmanını ve bu katman üzerindeürettiğimiz 229 nm kesme dalgaboyuna sahip derin MÖ fotodiyotları sunuyoruz.Üretilen fotodiyotlardan 50 V gerilim ve 222 nm MÖ ışık altında 0.53 A/Wresponsivite ve buna karşılık gelen 1.64 Ã 1012 cmHz1/2/W dedektivite değerleriölçüldü. On milyon kat mor-ötesi/görünür kontrastı elde edildi. Buçalışmamızda değindiğimiz ikinci çalışma ise güneş-körü uygulamalar içindüşük karanlık akımlı GaN fotodiyot üretimiydi. Bunun için önce safir üzerinebir yarı-yalıtkan GaN katmanı büyütüldü. Aynı zamanda karşılaştırma amacıylabaşka bir GaN katmanı da geleneksel yöntemle büyütüldü. Neticede ikiiiifotodiyotun karanlık akımları karşılaştırıldı. Yarı yalıtkan malzeme üzerinebüyütülen fotodiyotun dört bin kat daha az karanlık akım geçirdiği gözlendi. Budüşük karanlık akım nedeniyle çok yüksek dedektivite değeri ölçüldü. Bunedenle fotodiyot çok zayıf ışık sinyalleri altında denendi ve birkaç pW gibidüşük ışık tespit edilebildi.
Özet (Çeviri)
AbstractTHE GROWTH, FABRICATION, AND CHARACTERIZATION OFHIGH PERFORMANCE AlxGa1-xN METAL-SEMICONDUCTOR-METAL PHOTODIODESSerkan BütünM.S. in PhysicsSupervisor: Prof. Dr. Ekmel ÖzbaySeptember 2006High performance UV photodetectors have attracted unwarrantedattention for various applications, such as in military, telecommunication, andbiological imaging, as an AlxGa1-xN material system is also rather suitable forsuch applications. Its direct band gap covers the spectrum from 200 nm to 360nm by way of changing the Al concentration in the compound. In this presentthesis, the design and growth of an Al0.75Ga0.25N template on sapphire substrateand a deep-UV photodiode with a cut off wavelength of 229 nm that wasfabricated on the Al0.75Ga0.25N template is presented. A responsivity of 0.53A/W was attained corresponding to a detectivity of 1.64 Ã 1012 cmHz1/2/W at a50 V bias and 222 nm UV light illumination. The UV/VIS rejection ratio ofseven orders of magnitude was achieved from the fabricated devices. Thesecond work that was conducted in this thesis was the growth of a semi-insulating (SI-) GaN template. We also fabricated visible-blind photodetectorson this semi-insulating (SI-) GaN template. Furthermore, we fabricated identicalsamples on a regular GaN template in order to investigate any possibleiimprovement. The improvement found was obvious in terms of dark current. Adark current density of 1.96 Ã 10-10 A/cm2 at a 50 V bias voltage for an SI-GaNphotodetector was obtained, which is four orders of magnitude lower thandevices on a regular GaN template. Devices on an SI-GaN had very highdetectivity, and therefore, SI-GaN was used for low level power detection. Thephotogenerated current was well above the dark current that was under theillumination of just a few picowatts of UV light.
Benzer Tezler
- a-SiOx:H ve kristal silisyumdan (c-Si) oluşan a-SiOx:H/c-Si heteroeklem güneş pillerinin fabrikasyonunu ve karakterizasyonu
The characterisation and fabrication of a-SiOx:H/c-Si heterojunction solar cells
OKAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN ÖZDEMİR
DOÇ. DR. ALP OSMAN KODOLBAŞ
- IngGaAs kızılötesi fotodedektör üretimi ve karakterizasyonu
The fabrication and characterization of InGaAs infrared photodetector
TARIK ASAR
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
- Synthesis, characterization, and application of a novel thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membrane for seawater desalination
Deniz suyu arıtımı için yeni ince film kaplamalı ileri osmoz (İO) membranı üretimi, karakterizasyonu ve uygulanması
RAED M S ELKHALDI
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Fabrication and characterization of superconductor YBCO josephson junctions
Süperiletken YBCO josephson eklemleri yapımı ve karakterizasyonu
BERRİN PINAR ALGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN ABUKAY
- Design and characteristics of high performance long wavelength type-2 superlattice sensors
Yüksek performanslı uzun dalgaboyu tip-2 süperörgü sensörlerin dizayn ve karakteristikleri
FİKRİ OĞUZ
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAN BEK
DR. YETKİN ARSLAN