N-GaP yarıiletkeni ile hazırlanan metal yarıiletken kontakların diyot ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, (100) yönelimli, 300?m kalınlığında, 1x1018cm-3 taşıyıcı yoğunluğuna sahip n-tipi GaP yarıiletken üzerine metal buharlaştırma metodu ile uygulanan temizlik yöntemine göre oksit tabakalı ve oksit tabakasız Au/n-GaP yapılar oluşturuldu. Bu yapıların temel bazı elektriksel parametreleri 80-380K sıcaklık aralığında incelendi. Hazırlanan bu yapıların 80-380K sıcaklık aralığında yapılan akım-gerilim (I-V) ölçümlerinden; idealite faktörü n, Schottky engel yüksekliği ?B ve diğer bazı diyot parametreleri hesaplandı. Ayrıca ışık altındaki ölçümlerden dolum faktörü, verim, kısa devre akımı, açık devre gerilimi hesaplandı. Oda sıcaklığında engel yüksekliği sırasıyla oksitsiz ve oksitli numune için 0.485 eV ve 0,696 eV, idealite faktörü ise 1.17 ve 1,27 olarak bulundu. Sıcaklık artışıyla idealite faktörünün azaldığı, engel yüksekliğinin ise arttığı gözlendi. Işık kaynağı kullanılarak farklı ışık kaynağı çıkış güçlerinde 5-250 watt aralığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri yapıldı. Bu ölçümlerden elde edilen veriler kullanılarak güneş pili parametreleri hesaplandı. Işık kaynağından 250 watt'lık çıkış gücü için doluluk faktörü sırasıyla oksitsiz ve oksitli numune için 41.61 % ve 73.14 %, verim 11.56 % ve 15.61 % olarak bulundu. Schottky diyotların engel yüksekliği, idealite faktörleri farklı dalga boylarına sahip ışık filtreleri kullanılarak 50-250 watt aralığında beş farklı ışık şiddeti için hesaplandı. Engel yükseklikleri ve idealite faktörlerinin ışık frekansı ile değiştiği gözlendi. 250 watt çıkış gücü için tüm filtrelerde güneş pili parametreleri incelendi.Oda sıcaklığında 1 MHz frekansta oksitli numune için sığa-gerilim (C-V) özellikleri incelendi. 1/C²-V grafiği kullanılarak; difüzyon potansiyeli VD, engel yüksekliği ?B, verici atomların yoğunluğu ND, tüketim tabakası genişliği WD ve yalıtkan tabaka kalınlığı ? hesaplandı. Oda sıcaklığında engel yüksekliği C-V ölçümlerinden 0,68 eV olarak bulundu.

In this study, Au/n-GaP structures were prepared on n-type GaP semiconductor with orientation (100) and having 300 ?m thickness and carriers concentration of 1x1018cm-3 by metal evaporation method and using different cleaning methods. Some basic electrical parameters of these structures were investigated in the range of 80K-380K. Prepared structure's current-voltage (I-V) specifications has been calculated under 80K-380K temperature ranges and ideality factor n, Schottky barrier heights ?B and other related diode parameters has been evaluated. In addition at different temperatures fill factor, series resistance, efficiency has been calculated under light conditions. At room temperature for oxided and without oxided samples, it has been determined for barrier heights as 0.485 eV and 0,696 eV and for ideality factors as 1.17 and 1.27 respectively. It has been observed that ideality factor decreases barrier height increases as temperature increases. Current-voltage (I-V) has been measured with different output powers of 5-250 watt using the Light Source. Solar cell parameters using data gathered from this measurement has been evaluated. Fill factors for oxided and without oxided samples has been found as 41.61% and 73.14% and efficiencies as 11.56% and 15.61% respectively, with the Light Source having 250 watt of power output. Barrier heights and ideality factors of Schottky diodes have been analyzed using filters with different wavelengths in five different powers of light sources ranging from 50 to 250 watt. It has been observed that barrier heights and ideality factor changes with changing light frequency. Solar cell parameters have been analyzed for 250 watt of output power for all filters. At 1 MHz frequency, capacitance-voltage (C-V) specifications has been analyzed. Density of interface states values for oxidized sample were evaluated from C-V measurements. Using 1/C²-V graphic data; diffusion voltage VD, barrier height ?B, concentration of donor ND, width of depletion layer WD and insulation layer thickness has been calculated. At room temperature barrier height value has been calculated as 0,68 eV from C-V measurements.