Kaplama basıncının amorf InGaZnO ince filmler ve Schottky diyotlar üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of deposition pressure on amorphous InGaZnO thin film and Schottky diodes
- Tez No: 860504
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu tez çalışmasında amorf InGaZnO (a-IGZO) ince filmler ve Schottky diyotlar üzerinde Argon kaplama basıncı etkisinin araştırılması hedeflendi. Magnetron püskürtme yöntemi kullanılarak, n-Si ve cam alttaşlar üzerinde 5-30 mTorr arasında, 5'er mTorr aralıklar ile, farklı Argon basınçlarda 6 set InGaZnO ince film üretildi. Yapısal, morfolojik ve optik karakterizasyonları sırasıyla x-ışınları kırınımı (XRD), ikincil iyon kütle spektroskopisi (SIMS), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve morötesi-görünür spektrometresi (UV-Vis) sistemleri ile analiz edildi. İnce filmlerin amorf yapısı düşük açılı x-ışınları ölçümleri, arayüzey homojenliği ve ince film kalınlıkları ise ikincil iyon kütle spektroskopisi ile belirlendi. Atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu ile kaplama basıncının, ince filmlerin yüzey özelliklerine etkisi incelendi. Kaplama basıncındaki artışın ya da düşüşün, tane boyutunun veya yüzey morfolojisinin düzenli olarak iyileşmesi veya bozulması üzerinde sıralı bir etkisinin olmadığını belirlendi. Morötesi-görünür spektroskopisi ölçümlerinde, yasak enerji aralığının kaplama basıncının artması ile literatürdeki çalışmalara benzer şekilde 3,58 eV'dan 3,50 eV'a düştüğü görüldü. İnce film analizleri tamamlandıktan sonra, elektriksel karakterizasyonlar için diyot fabrikasyonları tamamlanarak AuNiGe/a-IGZO/n-Si/AuNiGe/Au Schottky diyot yapısı oluşturuldu. Diyotların akım-gerilim (I-V) karakteristikleri karanlık ortamda ve oda sıcaklığında ölçüldü. Doyma akımı (I0), idealite faktörü (n) ve bariyer yüksekliği (ϕB) termoiyonik emisyon teorisi kullanılarak belirlendi. Aynı zamanda seri direnç (Rs), şönt direnci (Rsh) Cheung fonksiyonları ve Norde metodu kullanılarak belirlendi. Yapılan analizler sonucunda elde edilen verilere göre 15-25 mTorr kaplama basınçlarında üretilen amorf a-IGZO ince filmler ve Schottky diyotların, diğerlerinden daha iyi sonuçlara sahip olduğu belirlendi.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it has been aimed to investigate the Argon coating pressure effect on amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin films and Schottky diodes. By using the magnetron sputtering method, 6 sets of InGaZnO thin films have been produced on n-Si and glass substrates at different Argon pressures between 5-30 mTorr, with 5 mTorr intervals. Structural, morphological and optical characterization have been analyzed by X-ray diffraction (XRD), secondary ion mass spectroscopy (SIMS), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and ultraviolet-visible spectrometry (UV-Vis) systems, respectively. The amorphous structure of the thin films has been determined by low-angle x-ray measurements, and the interfacial homogeneity and thin film thicknesses have been determined by secondary ion mass spectroscopy. The effect of coating pressure on the surface properties of thin films has been examined using atomic force microscopy and scanning electron microscopy. It has been determined that the increase or decrease in coating pressure has no sequential effect on the regular improvement or deterioration of grain size or surface morphology. In ultraviolet-visible spectroscopy measurements, it was determined that the forbidden energy gap decreased from 3,58 eV to 3,50 eV with increasing coating pressure, similar to studies in the literature. After the thin film analyzes were completed, diode fabrications were completed for electrical characterizations and the AuNiGe/a-IGZO/n-Si/AuNiGe/Au Schottky diode structure was created. Current-voltage (I-V) characteristics of the diodes have been measured in the dark and at room temperature. The saturation current (I0), ideality factor (n) and barrier height (ϕB) have been determined using thermionic emission theory. Also, series resistance (Rs) and shunt resistance (Rsh) have been determined using Cheung functions and the Norde method. According to the data obtained as a result of the analysis, it can be said that a-IGZO thin films and Schottky diodes produced at 15-25 mTorr coating pressures have better results than others.
Benzer Tezler
- Manyetik alanda sıçratma yöntemiyle polimer malzemelerin SiC ile kaplanması
Coating of polymer materials with SiC by magnetron sputtering technique
DUYGU BAYRAKTAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Mikrobolometre uygulamaları için tungsten katkılı vanadyum oksit ince filmlerinin sentezi
Tungsten doped vanadium oxide thin films synthesis for microbolometer applications
ÖZER ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. MEMED DUMAN
- Characterization of NiTi shape memory alloy films produced by magnetron sputtering
Manyetik alanda sıçratma yöntemi ile üretilen NiTi hafızalı alaşım filmlerin karakterizasyonu
ŞAKİR MURAT TELLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA ÜRGEN
PROF.DR. YILMAZ TAPTIK
- Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites
Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi
ELİFTEN SEMERCİ
Doktora
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ
- Metal etkileşimli kristalleşme yöntemi ile polikristal silisyum ince film üretimi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Production of polycrystalline silicon thin films by metal induced crystallization method and investigating their electrical properties
GURUR SALKIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiHacettepe ÜniversitesiTemiz Tükenmez Enerjiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU