Geri Dön

Au/p-TlInS2/n-InP Pseudo Schottky yapıların tavlama ve numune sıcaklığına bağlı elektriksel karakterizasyonu

Annealing- and sample temperaturedependent electrical characterisation of Au/p-TlInS2/n-InP Pseudo Schottky structures

PDF İndir

  1. Tez No: 392152
  2. Yazar: SEDA YAZICI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BAHATTİN ABAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Yüksek elektron hareketliliğinden ötürü İndiyum fosfit (InP) yüksek güç ve yüksek frekans elektroniğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte; metal/n-InP yapıların kontak metalinin iş fonksiyonundan bağımsız olarak ~0.45 eV gibi düşük engel yüksekliğine (EY) sahip oluşu, n-InP tabanlı elektronik cihaz uygulamalarında handikap oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Au/n-InP yapısının engel yüksekliğinin modifikasyonu için n-InP ile zıt tipli p-TlInS2 üçlü yarıiletken bileşiği kullanılarak Au/p-TlInS2/n-InP Pseudo Schottky (PS) yapıları oluşturuldu. Tavlanmamış ve TA1,5=100, 150, 200, 250 ve 300°C'de kümülatif tavlama işlemine tabi tutulmuş PS yapılarının elektriksel karakterizasyonu oda sıcaklığında ve sıcaklığa bağlı olarak (80-360K) incelendi. Termiyonik emisyon teorisi kullanılarak analiz edilen akım-gerilim (I-V) karakteristiklerinden EY değerlerinin tavlama sıcaklığına bağlı olarak arttığı belirlendi. TA4 tavlama işlemi uygulanmış Au/p-TlInS2/n-InP PS yapısının ideal diyot sınırları içerisinde kaldığı (n=1.063) ve EY değerinin 0.740 eV'ta ulaştığı belirlendi. Daha yüksek tavlama sıcaklıklarında n idealite faktörünün hızlı artışı münasebetiyle yapının ideallikten uzaklaştığı gözlendi.Her bir tavlama işlemi ardından sıcaklığa bağlı I-V ve kapasite-gerilim (C-V) ölçümleri icra edildi. Düz beslem I-V karakteristikleri geleneksel TE teorisi kullanılarak analiz edildi. Elde edilen EY değerlerinin artan sıcaklıkla arttığı n idealite faktörü değerlerinin ise azaldığı belirlendi. Benzer şekilde, C-V karakteristiklerinden elde edilen EY değerlerinin de artan sıcaklıkla arttığı belirlendi. Her bir tavlama adımı sonrasında Au/p-TlInS2/n-InP PS yapısı için oluşturulan geleneksel Richardson çizimlerinin lineer olmayan davranışı MY ara yüzeyde Gaussian dağılıma sahip homojen olmayan EY'ne atfedildi. Düşük sıcaklıklarda diyot parametrelerindeki anormal davranışların izahı tekli ve/veya ikili Gaussian dağılıma sahip EY yaklaşım modelleri (SGDM/DGDM) ile gerçekleştirildi. SGDM kullanıldığı([1n(I_o/ T^2)-q^2 σ^2/2(k〖T)〗^2]-1000/T) modifiye Richardson çizimlerinden TA2-5 tavlama işlemi uygulanmış yapılara ait Richardson sabiti ve aktivasyon enerji değerleri sırasıyla A*=9.640, 9.220, 12.33, 10.05 AK-2cm-2 ve φb=0.836, 0.882, 0.927, 0.889 eV olarak elde edildi. TA3-5 tavlama işlemi uygulanmış yapılara ait n ve EY parametrelerinin sıcaklıkla değişimleri SGDM ile tam fit edilememesinden ötürü Richardson çizimleri DGDM kullanılarak yeniden değerlendirildi. EY'nin DGDM'ne göre,TA3-5 tavlama işlemi uygulanmış Au/p-TlInS2/n-InP PS yapılarının ortalama EY değerleri sırasıyla¯φb01=0.986, 1.100, 0.977 eV ve ¯φb01=0.831, 0.911, 0.739 eV olarak elde edildi. Bununla birlikte, modifiye Richardson çizimlerinden aktivasyon enerjisi ve Richardson sabiti değerleri, sırasıyla 0.987, 0.834 eV; 10.34, 9.54 AK-2cm-2, 1.087, 0.863 eV; 8.48, 10.50 AK-2cm-2 ve 0.987, 0.737 eV; 10.20, 9.50 AK-2cm-2 olarak elde edildi. Sonuç olarak, Au ve n-InP arayüzeyinde kararlı p-TlInS2 inversiyon tabakası oluşturmak amacıyla ardışık tavlama işlemleri uygulandı. Böylece, Au/p-TlInS2/n-InP PS yapısının EY'nin TA4 tavlama işlemi ile ideal diyot sınırları içerisinde ~0.300 eV kadar artırılabileceği gösterildi.

Özet (Çeviri)

Indium Phosphide (InP) is used in high-power and high-frequency electronics because of its superior electron mobility. However, the low barrier height (about 0.45 eV and almost independent of the metal's work function) of metal/n-InP SBD constitute a handicap to use of n-InP in the electronic device applications. In this study, Au/p-TlInS2/n-InP Pseudo-Schottky Junctions (PSJs) have been fabricated with the p-TlInS2 counter semiconductor layer for the modification of the barrier height of Au/n-InP SBD. Annealing and sample temperature dependent electrical characterization of the unannealed and cumulative annealed Au/p-TlInS2/n-InP PSJs at TA1,5=100, 150, 200, 250 and 300°C temperatures have been investigated in the wide temperature range of 80-360 K. From the analyzed experimental I-V data by using conventional TE theory it has been determined that the value of BH increases with increasing annealing temperature. It has been determined that ideality factor of Au/p-TlInS2/n-InP PSJs remained in ideal diode limit (n=1.063) until the annealing temperature reached TA4=250°C for tA4=5 min, while BH value increased to 0.740 eV with respect to the reference Au/n-InP SBD, at room temperature. It has also been observed that the diode characteristic moved away from the ideality due to the rapid increment in the n at the annealing temperatures higher than 250°C. After each annealing treatment, I-V and capacity-voltage (C-V) measurements were carried out as a function of temperature. The forward I-V characteristics were analyzed on the basis of conventional TE theory. It has been observed that the value of ideality factor n decreases while the BH increases with increasing temperatures. Moreover, it has been evaluated that the value of BH obtained from the C-V characteristics increases with increasing temperature. Non-linear behavior of the conventional Richardson plots created after each annealing step for the Au/p-TlInS2/n-InP PSJs has been attributed to the assumption of Gaussian distribution of BHs due to barrier inhomogeneities that prevail at the metal-semiconductor interface. For the explanation of the abnormal behavior of the characteristic diode parameters at low temperatures, single and/or double Gaussian distribution of the BHs approximation models (SGDM/DGDM) have been carried out. Obtained values of Richardson constant and BHs from the modified Richardson plots ([1n(I_o/ T^2)-q^2 σ^2/2(k〖T)〗^2]-1000/T) by using SGDM for the TA2-5 annealed structuresare A*= 9.64, 9.22, 12.33, 10.05 AK-2cm-2 and φb=0.836, 0.882, 0.927, 0.889 eV, respectively.Because of the SGDM doesn't fulfil with the temperature dependence of n and BH parameters for TA3-5 annealed structures, modified Richardson plots have been reevaluated by DGDM. According to DGDM, average BH values of the TA3-5 annealed PSJs have been obtained as ¯φb01=0.986, 1.100, 0.977 eV and ¯φb02=0.831, 0.911, 0.739 eV, respectively.The activation energy and Richardson constant values have also been obtained as 0.987, 0.834 eV; 10.34, 9.54 AK-2cm-2, 1.087, 0.863 eV; 8.48, 10.5 AK-2cm-2 and 0.987, 0.737 eV; 10.2, 9.50 AK-2cm-2 from the modified Richardson plots for these structures. In conclusion, successively annealing treatments have been applied for creating a stable p-TlInS2 inversion layer at the MS interface. Hence, Au/p-TlInS2/n-InP PSJs have been obtained with a significant BH enhancement compared to the Au/n-InP SBD, within the ideal diode limit, typically by the value of 0.300 eV for gold Schottky gate after TA4 annealing treatment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    540707

    Au/p-Si yapılarının elektriksel özellikleri üzerine arayüzey tabakasının etkisi

    The effect of interface layer on the electrical characteristics of au / p-Si structures

    MİNE KESKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENİSE AYYILDIZ

  2. Tez No

    275261

    Au/p-GaAs1-xPx/n-GaAs yapılı P-N eklem diyotun tavlanma sıcaklıklarına göre elektriksel karakterizasyonu

    An elecrical characterisation of the annealed P-N junction diode Au/p-GaAs1-xPx/n-GaAs

    TUĞÇE MUTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK

    YRD. DOÇ. DR. ORHAN ZEYBEK

  3. Tez No

    619602

    Au/p-si/al, au/go/p-si/al ve au/au-rgo/p-si/al yapılarının elektriksel karakteristiklerinin numune sıcaklığına bağlı olarak incelenmesi

    The investigation of the electrical characteristics of au/p-si/al, au/go/p-si/al and au/au-rgo/p-si/al structures depending on sample temperature

    MERVE ODABAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM

  4. Tez No

    483477

    Au/p-CuO/n-Si/Ag yapıların sıcaklık bağımlı elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of temperature dependent electrical properties of Au/p-CuO/n-Si/Ag structures

    İBRAHİM TUTUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FUNDA AKSOY AKGÜL

  5. Tez No

    335075

    Au/Antrakinon/p-Si/Al schottky diyodun temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I-V (Akım-Voltaj) ve C-V Kkapasite-Voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi

    Indication of basic characteristic parameters of Au/Antrakinon/p-Si/Al schottky diod dependent on heat Current-Voltage (I-V) and Capacity-Voltage (C-V) measurements

    ZAKİR ÇALDIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAKİR AYDOĞAN

Geri Dön