Saçtırma yöntemiyle elde edilen Co/n-GaP schottky diyotların tavlama ve numune sıcaklığına bağlı elektriksel karakterizasyonu

Abstract

400 m kalınlığında ve (222) doğrultusunda büyütülmüş, taşıyıcı yoğunluğu 300 K'de 2,4×1016 cm-3 olan n tipi GaP yarıiletkeni kullanarak Co/n-GaP Nano-Schottky diyotlar oluşturulmuştur. Co metal kontak için DC magnetron sputter (saçtırma) tekniği kullanılmıştır. Yapılan numuneler üç dakika 400?C ve 600?C'de termal tavlama işlemine tabi tutulmuştur. Sıcaklığa bağlı olarak karanlık ortamda 100-320 K aralığında 20 K'lik adımlarla kapasite-gerilim (C-V) ve kondüktans-gerilim (G-V) ölçümleri yapılmıştır. Termal tavlama işlemine tabi tutulmuş diyotların XRD analizleri yapılmıştır. Tavlanmadan önce ve sonra numune yüzeyindeki metal tabakanın morfolojisini görmek için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile yüzey görüntüsü alınmıştır. Oda sıcaklığında alınan akım-gerilim (I-V) ölçümler artan tavlama sıcaklığıyla idealite faktörünün ve seridirencin azaldığını göstermiştir. İdealite faktörünün 400?C tavlamada 1.02 olduğu görülmüştür. Tavlamadan önce ve sonra, ölçüm sıcaklığına bağlı olarak, kapasite-frekans (C-f) ve kondüktans-frekans (G-f) ölçümleri yapılmıştır ve grafikleri çizilmiştir. Bu grafiklerden termal tavlama işlemine tabi tutulan numunelerin arayüzey halleri numune sıcaklığına bağlı olarak hesaplanmış ve karşılaştırmaları yapılmıştır.

Co/n-GaP Nano-Schottky diodes have been fabricated using n type GaP semiconductor that were grown in the direction of (222), had the thickness of 400 m and carrier density of 2,4×1016 cm-3 at 300 K. DC Magnetron sputtering technique has been used for Co metallic contact. The samples have been annealed for three minutes at 400°C ve 600°C. Capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G-V) measurements of these Schottky diodes have been performed with a temperature step of 20 K in the range of 100-320 K under dark conditions. XRD analyzeses of the devices subjected to thermal annealing process have been investegated. Surface images have been taken with Atomic Force Microscopy (AFM) in order to examine the morphology of the surface of the metal layer before and after the annealing the sample. The current-voltage (I-V) measurements taken at room temperature have shown that the ideality factor and series resistance decrease with the increasing annealing temperature. The ideality factor was found to be 1.02 for sample annealed at 400°C. Before and after annealing, depending on the temperature measurement, the capacitance-frequency (C-f) and conductance-frequency (G-f) have been measured, and graphs have been plotted. The interface states of thermal annealed samples have been calculated and compared depending on sample temperature.