Metal/III-V yarıiletken schottky diyotların karakteristik parametrelerinin deneysel ve teorik olarak hesaplanması

Abstract

Bu çalışmamızda 300-400?m kalınlıkta, [100] doğrultusunda büyütülmüş, yaklaşık olarak 7,3x1015 cm-3 taşıyıcı yoğunluğuna sahip olan ve iki yüzü parlatılmış n-GaAs yarıiletkeni kullanılmıştır. Yarıiletken üzerine omik kontak işleminden sonra, numunemiz laboratuar ortamında 3 gün boyunca bekletilerek arayüzeyde bir oksit tabakası oluşması sağlandı. Daha sonra bu numune tekrar vakum ortamına alınarak ve onun ön yüzeyine yaklaşık 1,5 mm çapında maske kullanılarak kimyasal temizleme işlemi yapılmış olan nikel buharlaştırıldı. Böylece, altı adet arayüzey oksit tabakalı Ni/n-GaAs/In Schottky diyot elde edilmiş oldu. Daha sonra, Ni/n-GaAs/In Schottky diyotların akım-gerilim (I-V) ölçümleri alındı. Bu numune daha sonra 200°C, 300°C, 400°C, 500°C, 600°C'de azot gazı ortamında 1'er dakika tavlandı ve her bir tavlama işleminden sonra diyotların akım-gerilim ölçümleri tekrar alındı. Alınan bu değerlere göre çizilen grafiklerden n idealite faktörleri ve ? b engel yükseklikleri sırasıyla yarı logaritmik olarak doğru besleme I-V grafiklerinin lineer kısımlarının eğimlerinden ve y eksenini kesen noktalarından bulundu. Seri direnç etkisi Cheung ve Norde fonksiyonları yardımıyla idealite faktörleri, etkin engel yükseklikleri ve seri direnç değerleri gibi diyot parametreleri hesaplandı.

In this study, the used n-type GaAs wafer (Si doped) was (100) oriented, with free carrier concentration of 7.3x 1015 cm-3 and 300-400?m witdh at room temperature. After the back side ohmic contact was made on the semiconductor sample, it has been waited to create an oxide layer interface for 3 days in the lab. These samples are taken back to the vacuum environment and the Schottky contacts were formed on the front face of the pieces as dots with diameter of about 1.5 mm by evaporation of Ni. Thus we have obtained six Ni/n-GaAs/In Schottky Diodes with native oxide interface layer. Then the current?voltage (I?V) characteristics of Ni/n-GaAs/In Schottky diodes were measured. The diodes were annealed from 2000C to 6000C with steps of 1000C for 1 min in N2 atmosphere. After each annealing steps the current-voltage measurements of Schottky diodes were repeated. The characteristics of Schottky diodes have been plotted. n ideality factors and ? b barrier height values have been obtained from the slopes of linear parts of semilog-forward bias I-V plots and linear parts of intercepting point of the y-axis, respectively. Series resistance values have been calculated using Cheung and Norde functions. Series resistance, ideality factors and effective barrier heights were calculated using these functions obtained from forward bias I-V characteristics.