Au/n-gaas metal yarıiletken kontakların optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, (111) yönelimli, 400 ?m kalınlığında, 1x1017cm-3 taşıyıcı yoğunluğuna sahip n-tipi GaAs yarıiletken üzerine metal buharlaştırma metodu ile Au/n-GaAs yapılar oluşturuldu. Oda sıcaklığında karanlık ve aydınlıkta akım-gerilim (I-V) karakteristikleri, karanlıkta 10 KHz -1,2 MHz aralığındaki frekansa bağımlı sığa-gerilim (C-V) karakteristikleri incelendi. C-V ölçümlerinden arayüzey durum yoğunluğu değerleri hesaplandı ve frekansa bağlı olarak azaldığı görüldü. Hazırlanan bu yapıların 80K-380K sıcaklık aralığında akım-gerilim (I-V) özellikleri incelendi, idealite faktörü n, Schottky engel yüksekliği ?B ve diğer bazı diyot parametreleri hesaplandı. Oda sıcaklığında engel yüksekliği 0,644 eV, idealite faktörü ise 1,86 olarak bulundu. Sıcaklık artışıyla idealite faktörünün azaldığı, engel yüksekliğinin ise arttığı gözlendi. Ayrıca 1 MHz frekansta yukarıda belirtilen sıcaklık aralığında sıcaklığa bağlı sığa-gerilim (C-V) özellikleri incelendi. Bu verilerden difüzyon potansiyeli VD, engel yüksekliği ?B, verici atomların yoğunluğu ND, tüketim tabakası genişliği WD hesaplandı. Oda sıcaklığında engel yüksekliği 0,91 eV olarak bulundu. Işık kaynağı kullanılarak farklı ışık kaynağı çıkış güçlerinde 5-250 W aralığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri yapıldı. Bu ölçümlerden elde edilen veriler kullanılarak güneş pili parametreleri hesaplandı. Işık kaynağından 250 W' lık çıkış gücü için doluluk faktörü 68,90 ve verim % 12,20 olarak bulundu. Schottky diyotların engel yüksekliği, idealite faktörleri farklı dalgaboylarına sahip ışık filtreleri kullanılarak 50-250 W aralığında beş farklı ışık şiddeti için hesaplandı. Engel yükseklikleri ve idealite faktörlerinin ışık frekansı ile değiştiği gözlendi. 250 W çıkış gücü için tüm filtrelerde güneş pili parametreleri incelendi.

In this study, Au/n-GaAs structures were prepared on n-type GaAs semiconductor with orientation (111) and having 400 ?m thickness and carriers concentration of 1x1017cm-3 by metal evaporation method. Characteristics of current-voltage (I-V) at room temperature under light and darkness and characteristics of capacitance-voltage (C-V) which is bound to frequency range of 10 KHz-1,2 MHz has been analyzed. Density of interface state values has been evaluated and it has been noticed that it decreases as frequency increases. Prepared structure's current-voltage (I-V) specifications have been analyzed under 80K-380K temperature changes and ideality factor n, Schottky barrier heights ?B and other related diode parameters has been evaluated. At room temperature, it has been calculated for barrier heights as 0,644 eV and for ideality factor as 1,86. It has been observed that ideality factor decreases barrier height increases as temperature increases. At 1 MHz frequency, capacitance-voltage (C-V) specifications with changing temperature have been analyzed. Using these data, diffusion voltage VD, barrier height ?B, concentration of donor ND and width of depletion layer WD has been calculated. At room temperature barrier height value has been calculated as 0,91 eV. Current-voltage (I-V) has been measured with different output powers of 5-250 W using the Light Source. Solar cell parameters using data gathered from this measurement has been evaluated. Fill factor has been found as 68,90 and efficiency as 12,20%, with the Light Source having 250 W 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 W. It has been observed that barrier heights and ideality factor changes with changing light frequency. Solar cell parameters have been analyzed for 250 W of output power for all filters.