Nanokristalli-MOS (metal-oksit-yarıiletken) kapasitörlerde zamana bağlı kapasitans ölçümleri

Abstract

Bu tezde Plazma ile Zenginleştirilmiş Kimyasal Buhar Depolama (PECVD) tekniği kullanılarak SiO2 yapılar içerisinde Ge nanokristalleri oluşturulmuştur ve yapısal özellikleri incelenmiştir. PECVD yöntemiyle oluşturulan amorf yapılara yüksek sıcaklık fırınında tavlama işlemi uygulanarak farklı sürelerde ısı verilmiştir ve yapıların amorf düzenden kristal hale geçmesi sağlanmıştır. Örnekler bir, üç ve beş katlı olarak oluşturulmuştur. Oluşturulan örneklerin elektriksel ölçümleri alınarak yapısı hakkında bilgiler edinilmeye çalışılmıştır.Üretilen örneklerin katman sayılarının değişmesinin elektriksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Nanokristallerin şarj oldukları akım-gerilim (I-V) eğrilerindeki ani artışlarla gözlemlenmiştir. Ayrıca şarj kapasiteleri de kapasitans-gerilim (C-V) eğrilerindeki histerisislerde gözlemlenmiştir. Histerislerde tek katlı örnekler arasında en fazla kayma 0,54 V olarak bulunmuştur. Kapasitans-zaman (C-t) ölçümleri alınmıştır ve Katman sayısının etkisi incelenmeye çalışılmıştır. Örneklere Al omik kontak eklenmiş ve Metal Oksit Yarıiletken yapısı hazır hale getirilmiştir. Omik kontak direnci Geçirgen Çizgi Methodu (TLM) kullanılarak ölçülmüştür ve kaçak akım olup olmadığı kontrol edilmiştir. Ge nanokristaller TEM görüntüleriyle ortaya konmuştur.Anahtar kelimeler: Germanyum Nanokristal, Kapasitans-Zaman, TEM, PECVD, Kapasitans-Gerilim, Akım-Voltaj, Silisyum dioksit.

In this thesis, Ge nanocrystals embedded in SiO2 were formed using by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique and structural features were studied. Amorphous structures which were formed by the method of PECVD were transformed to crystals by applying annealing process at a high temperature furnace with by giving different periods of heat. Samples were created as one-layer, three-layer and five-layer. Informations about the structure of the samples were obtained by taking electrical measurements.The effects of changes of layer numbers produced samples to electrical properties were studied. It was observed that Nanocrystals were charged that was due to the rapid increases in I-V curves. In addition, the hysteresis phenomenon was also observed in C-V measurement. This indicated that the charge storage effect resulted from the formed Ge nanocrystals. The highest slip obtained was found as 0,54 V in hysteresis among single layer samples. Capacitance-time (C-t) measurements were taken and the effect of layer numbers was investigated. Al ohmic contact was added to the samples hereby Metal Oxide Semiconductor structure was made available. Ohmic contact resistances were measured by using Transmission Line Method (TLM) and thus samples were checked for leakage. Ge nanocrystals were revealed with TEM images.Keywords: Germanium Nanocrystal, Capacitance-time, TEM, PECVD, Capacitance-Voltage, Current-Voltage, Silicon Dioxid