Yeniden kristalleştirilmiş InSb filmlerinin elektriksel özellikleri

Abstract

ay ÖZET Bu çalışmada üç sıcaklık yöntemiyle hazırlanan polikristal InSb filmlerinin bölgesel eritme yöntemi i-le yeniden kristal- leştirilerek hacimli kristale benzer özellikler göstermesi amaçlanmıştır. Stokiyometrik olarak hazırlananve koruyucu bir oksit tabakası i-le kaplanan polikristal InSb filmleri azot gazı ortamında ortalama 1 mm genişliğindeki erimiş bölgenin film boyunca taratılmasıyla yeniden kristalleştirildi. Polikristal ve yeniden kristalleştirilmiş InSb filmlerinin x-ışmı toz kı rınım desenlerinin, geri yansımalı Laue ve taramalı elek tron mikroskobu (SEM) fotoğraflarının karşılaştırılmasıyla polikristal yapıdan tek kristal yapıya doğru bir geçişin olduğu gözlendi. Galvanomagnetik özellikler oda sıcaklığı ve sıvı azot sı caklığı arasında van der Pauw yöntemiyle incelendi. Bu sı caklık aral&ğanda bütün filmler n-tipi iletkenlik göstermek le birlikte Hail katsayısının ve Hail mobilitesinin sıcak lığa bağımlılığa hacimli InSb kristalinden farklı olduğu bu lundu. Hail katsayısında görülen anormalliğin ve Hail mobi litesinin üstel davranışının p-n eklem mozaik yapıdan ileri geldiği ve grain sınırlarındaki potansiyel engellerin. et kin saçılma mekanizması olduğu bulundu. Oda sıcaklığında, polikristal InSb filminin Hail mobilitesi 2.a` - 3900 cm /Vsn, yeniden kristalleştirilmiş filmin Hail 2 îtkobilitesi de y ** 52000 cm /Vsn olarak ölçüldü. Böylece bölgesel eritme işlemi ile hacimli kristalinin taşıyıcı mo- bilitesine sahip filmler elde edilebileceği görüldü.

SUMMARY In this work polyerystal InSb films were prepared by the three-temperature method and re- crystallized using a simple hot-wire micro^zone-melting apparatus. The reason for applying this process was to obtain bulk- like behaviour for the electrical properties of InSb thin films. A protective oxide layer was deposited onto the polyerystal InSb films. Re-crystallization process was carried out by scanning the melted zone of the films few times in nitrogen gas atmosphere. The crystal structures of the both polyerystal and re-crystallized films were examined by x-ray powder and Laue diffraction methods and scanning electron micrographes. The results of these charactarizations showed a transition from polyerystal to single crystal structure as a result of the micro- zone-melting process. The electrical properties of these films were examined between room and liguid nitrogen temperatures using van der Pauw technique. All the zone melted films showed n-type conduction in this temperature interval. However -the temperature dependence of the Hall mobility and the Hall coefficient exhibited different behaviour comparing to n-type bulk crystal, It was found that p-n junction like mosaic structure of the films caused this anamolous behaviour of the Hall coefficient and the Hall mobility. It is assumed the potential barrier scattering and the inhomogenity of the films were responsible for the mentioned temperature dependence of the Hall coefficient and the Hall mobility. The measured values of carrier mobilities for polyerystal 2 and re- crystallized films were p = 3900 cm /Vsn, u = 52000 cm /Vsn respectively at the room temperature. As a result it is concluded that the microzone re-crystallization method increases electron mobility as near as its bulk value.