Gözenekli silisyum`da elektriksel olayların incelenmesi

Abstract

Son yıllarda, gözenekli silisyum yapılar üzerinde gözle görülebilir bir ışık çıktığının gözlenmesinden sonra bunların bir gün opto-elektronik malzeme yapımında kullanılabileceğinin ümit edilmesi ile bu yapılar üzerindeki çalışmalar büyük ölçüde artmıştır. Bu çalışma da, elektrokimyasal anodizasyon yöntemi ile, HF asit içerisinde, kritik bir sabit akım yoğunluğu altında gözenekli silisyum yapısının elde edilmesi ve bu yapının I-V ve C-V karakteristiklerinin incelenmesi esasına dayanmaktadır. Bu yöntem sonucunda kristal silisyum malzemenin fiziksel yapısının birçok özelliği değişmektedir. Fiziksel yapıda meydana gelen bu değişimler anodizasyon şartlarına ve akım yoğunluğu, HF asit konsantrasyonu gibi deneysel parametrelere büyük ölçüde bağlıdır. Bu çalışmadaki deneylerde iki farklı akım yoğunluğu kullanıldı. Oluşturulan yapılar birbirleriyle karşılaştırılarak aralarında fark olup olmadığı ve bunların elektriksel özellikleri araştırıldı. Deneyde, iki aşamalı olarak gerçekleştirildi, ilk aşamada, gözenekli Silisyum yapı elde edildi. Yapının SEM de çekilen görüntülerinden gözenek çapı, tabaka kalınlığı ve gözenek yoğunluğu (porosity) hesaplandı. İkinci aşamada ise, elde edilen bu yapıların elektriksel özellikleri incelendi. Elektriksel ölçümlerden elde edilen grafiklerden engel potansiyeli, doymuş akım yoğunluğu taşıyıcı konsantrasyonu ve ideallik faktörü hesaplandı. Sonuçlar, literatürdeki sonuçlar ile karşılaştırılarak yorumlandı.

AAn investigation of the electrical properties of porous silicon Recently, after the observation of the visible light emission from porous silicon, this material regained a lot of attention in the hope that optoelectronic devices can be mature near future. In this work, porous silicon structure formed with electrochemical anodization process in HF acid solution under the constant current density and the electrical properties of porous silicon structures were investigated. At the result of this process, many physical properties of the crystalline silicon change. These variations depend on the conditions of anodization and experimental parameters such as current density, HF acid consentiration. The experiment was realized at two stage. At the first stage, porous silicon structure was formed. During formation, two different current densities were used. Anodization was performed at 15 min. Formed structures were compared with each other. From SEM micrographs of electrochemical anodized samples, pore diameter, thickness of the layer and porosity were calculated. At the second stage, electrical properties of these structures were investigated. By using of the data graphics which obtained from electrical measurements, barrier potantial, saturated current density, carrier consantration and ideality factor were calculated. Results were compared with literature and discussed.