The influence of gamma irradiation on charge storage capability of HFO2/DY2O3/AL2O3 based charge trapping memory cell
HFO2/DY2O3/AL2O3 tabanlı yük yakalama bellek hücresinin yük depolama kapasitesi üzerine gama ışınımının etkisi
- Tez No: 811219
- Danışmanlar: PROF. DR. ERCAN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Bu çalışmada Al/ HfO2/Dy2O3/Al2O3/n-Si (100) şarj yakalama hafızalı (CTM) cihazlarında tavlama sıcaklığı ve gama ışını ışınlamasının etkisini araştırdık. Bu amaçla, Elektron demeti buharlaştırma (E-beam) ve RF şaçtırma teknikleri kullanılarak ince filmler büyütüldü. Örnekler 300oC, 500oC, 700oC ve 900oC sıcaklıklarda azot ortamında 40 dakika boyunca tavlanmıştır bir örnek ise olduğu gibi bırakılmıştır. İnce filmin kristalin yapısını ve yüzey dokularını araştırmak için X-Işını Kırınımı (XRD) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ölçümleri yapılmıştır. 900oC'de tavlanan numunenin 400 Dy2O3'te sadece bir zayıf pik'e sahip olduğu, diğer numunelerin ise amorf hale geldiği gözlenmiştir. Yüzey dokularının, tavlama sıcaklığındaki artışla azaldığı bulunmuştur. 2.06nm'lik en düşük Kök Ortalama Kare (RMS) değeri 900 oC'de bulundu. Ayrıca, frekans ve tavlama sıcaklığının CTM cihazının elektriksel davranışı üzerindeki etkisi, Kapasitans-Voltaj (C-V) eğrileri aracılığıyla araştırılmıştır. Arayüz durum yoğunluğunun, birikim bölgesindeki kapasitans değeri üzerinde son derece önemli bir etkiye sahip olduğunu bulduk. C-V eğrilerinin, tavlama sıcaklığının 500oC ile 900oC arasındaki artışıyla azaldığı da gözlenmiştir. Bu azalma yüksek tavlama sıcaklığında oluşan sarkan bağların ve ara yüzey tabakasının oluşumu ile ilgilidir. C-V eğrilerindeki pozitif ve negatif kaymalar, oksit tabakasında etkili pozitif ve negatif oksit yüklerinin varlığı ile ilişkilendirilmiştir. -10V ila +10V'da çeşitli tavlama sıcaklıkları için C-V histersis eğrileri incelendiğinde, 500oC'de tavlanan aygıtın diğer aygıtlara kıyasla 0.44V daha büyük bir ∆V-fb'ye sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, ±10V ile ±12 arasındaki voltajlarda ∆V-fb ölçüldü ve 700oC'de tavlanan cihaz için ±12V'da 8.22V'luk en büyük bellek penceresi elde edildi. Bu durum cihazın iyi şarj depolama kapasitesi olmasıyla alakalıdır. CTM cihazına, Cs-137 gama ışını kaynağı kullanılarak 4Gy ile 128Gy arasında değişen farklı gama radyasyon dozlarda ışınlanmısı ile C-V eğrileri üzerinden radyasyonun etkisi yoğun bir şekilde incelenmiştir. Işınlama tarafından üretilen ΔNot ve ΔNit yükleri nedeniyle hem ΔVmg hem de ΔVfb'de C-V eğrilerinden öngörülen bir kayma vardır. Radyasyon dozu arttıkça bellek penceresi değerinin arttığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The impact of annealing temperature and Cs-137 gamma-ray irradiation on Al/ HfO2/Dy2O3/Al2O3/n-Si (100) charge trapping memory (CTM) devices has been examined in this thesis. E-beam evaporation and RF magnetron sputtering procedures were both used to deposit the thin films. The samples were annealed at 300oC, 500oC, 700oC and 900oC in N2 ambient for 40min, while one sample was left as-deposited. The XRD and AFM were used to study the crystalline structure and surface textures of the thin film. It has been observed that the sample annealed at 900oC had only one weak peak (400) of Dy2O3 while other samples turned amorphous. With an increase in annealing temperature, the surface textures have been found to diminish. The lowest RMS value of 2.06nm was found at 900oC. The impact of frequency and annealing temperature on the CTM devices has been investigated through C-V curves. We found that interface state density had a huge impact on the value of capacitance in the accumulation region. It has also been found that the C-V curves decreased with an increase in the annealing temperature between 500oC and 900oC. This might be plausibly due to the formation of dangling bonds and interfacial layers at higher annealing temperatures. The C-V curves have been observed to be shifted to the positive and negative direction, respectively. The memory window (∆Vfb) were analysed and studied through the C-V hysteresis curves for various annealing temperature at -10V to +10V and back. The device annealed at 500oC was found to have a larger ∆Vfb of 0.44V compared to other devices. The ∆Vfb were obtained at different sweeping between ±10V and ±12. The largest memory window of 8.22V was achieved at ±12V for the device annealed at 700oC. This could be related to the good charge storage capability. The effect of radiation on CTM devices has also been studied intensively through C-V curves by using Cs-137 gamma-ray source in different doses of 4Gy to 128Gy. There was a shift both in ΔVmg and ΔVfb evinced from the C-V curves due to the ΔNot and ΔNit charges that were generated by irradiation. Moreover, the memory window was found to increase with an increase in the radiation dose.
Benzer Tezler
- Fabrication of Al/Gd2O3/P-Si/Al diodes and evaluation of electrical parameters under irradiation
Al/Gd2O3/P-Si/Al diyotlarının üretimi ve ışınlama altında elektriksel parametrelerinin değerlendirilmesi
HUSAM RAED SABEEH AL-ESAIFER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİEKBER AKTAĞ
PROF. DR. UDAY MUHSİN NAYEF
- Al/HfO2/p-Si (MIS) yapının elektriksel ve dielektrik özelliklerinin sıcaklık ve radyasyona bağlı incelenmesi
The investigation of temperature and radiation dependent electrical and dielectric characteristics of Al/HfO2/p-Si (MIS) structure
SEDA BENGİ
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MAHİR BÜLBÜL
- Reinforcement of epoxies by boron minerals
Epoksilerin bor mineralleri ile güçlendirilmesi
YURDAER BABUÇCUOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TEOMAN TİNCER
DOÇ. DR. TONGUÇ ÖZDEMİR
- Gama ışınlarına maruz kalmış ZrO2 ince filmlerin karakterizasyonu
The characterization of ZrO2 thin films irradiated with gamma radiation
DEFNE ABAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Sulu çözeltilerdeki endokrin bozucu kimyasalların UV/H2O2-ozon prosesleri ile uzaklaştırılması
Removal of endocrine disrupting chemicals in aqueous solutions by UV/H2O2-ozone processes
MASOOMEH MEHRNIA