Schottky diyotlarında akım iletim olayı ve seri direnç etkisi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, yüksek özdirençli, [111 doğrultusunda kesilmiş p - tipi Si kristalinden yapılan AI/p-Si/Cu Schottky diyot yapısının akım iletim mekanizması ve seri direnç etkisi araştırıldı. Yapıya ait parametrelerin bulunmasında I - V ve C - V karakteristikleri kullanıldı, özellikle N.W.Cheung ve S.K.Cheung 'lar tarafından verilen yöntem, bu yapıların parametrelerini bulmada uygulandı. Schottky diyot yapısındaki omik kontak, Al - Si (p - tipi ) sistemin eutectik sıcaklığı olan 577 'C'de alaşım yapılması ile ; doğrultucu kontak ise Cu metalinin p - tipi Si ' a vakumda termal buharlaştırma yöntemiyle gerçekleştirildi.Buharlaştırma işlemleri 10`5 torr basınçta gerçekleştirildi. Klasik DC yöntemiyle Al / p-Si / Cu ( P+PM ) Schottky diyot yapısının, C - V karakteristiklerinden kristal kalınlığı d * 30 ^Lm, difüzyon potansiyeli eVd« (0,33 ±0,01 ) eV, çoğunluk taşıyıcı yoğunluğu p - (2,14 ±0,01 ).1019 m-3 ve hol engeli eOp = (0,67 ±0,01 ) eV olarak elde edildi. Bu durumda elektronlar için hesaplanan engel yüksekliği e<î>n = (0,45 ±0,01 ) eV 'dir. Schottky diyot yapısının I -V karakteristikleri yardımı ile Schottky çiziminden eOp = (0,69 ± 0,01 ) eV, doğru beslem [dV /dLn I ] - I ve H(l) - IVI karakteristiklerinden eOp = (0,74 ± 0,01 ) eV değerleri bulundu. Ayrıca, cöyot idealite çarpanı n = (1,83 ± 0,12 ), diyot seri direnci R$ = 53,7 kfî ve Rs = 52 kQ olarak bulundu. Sonuç olarak, P+PM yapılarının C - V ve I - V ölçümlerinden elde edilen değerlerin birbirleriyle % 3 'lük bir farkla ve teorinin öngördükleri ile uyum içinde olduğu görüldü. Bu farklılık, diyodun geometrik alanının etkin alanından büyük olması, yarıiletken yüzeyindeki kusurlar ve kir atomlarının oluşturduğu yüzey durumlarından, seri direnç ve rekombinasyon etkilerinden kaynaklanmaktadır.

SUMMARY The aim of this research is to study the series resistance effect and current cunduction mechanism of Al/P-Si /Cu Schottky diode made of P-type Si Crystal that was cut in the [ 111 J direction of high resistivity. So in order to find the parameters relating to the stucture the characteristics of l-V and C-V were used. Especially the method N.W. Chueng and S.K. Chueng had found was applied to find the parameters of these structures. The ohmic contact in the Schottky diode was fulfilled by making p - type Si alloy at 577 ° C which was the eutectic temperature of p+p structure and the was made with the contact of Cu metal and p- type Si. Evaporation proceses was done under the pressure of 10`5 torr. Through the classical DC methods, from the C-V characteristics of the Ail p-Si / Cu ( P+PM ) Schottky diode structure. the crystal thickness d * 30 n m. diffussion potention eVd = { 0,33 ± 0,01 ) eV r majority carriers intensity P= ( 2,14 ± 0,1 ).l019m`3 and hoi barrier height e(J)p = ( 0,67 ± 0,01 ) eV were found. In these case, calculated the barrier height for electrons, e() = ( 0,45 ± 0,01 ) eV. By using the l-V characteristics of the Schottky diode structure, e0p = ( 0,69 ± 0,01 ) eV was foud from Schottky drawing, and e(j)p = (0,74 ±0,01) eV fromvııı [dV /dLn I ] - I and H(i) - I characteristics. To the values found, n = ( 1,83 ±0,12 ) diode seri resistance R = 53,7 kn and Re = 52 kn were found. Consequently the values that had been obtained from the measurements of C-V and i-V of p+pM structure were found to be in agreement with the values of each other by a difference of 3 percent, and the theory.This diffrence resulted from the dislocations on the semiconductor surface, the surface positions that dirt atoms formed, the series resistance, the recombination effects and the fact that the geometric area of diode was bigger than the effective area.