Al/ZnO/p-Si ve Au/CuO/p-Si Schottky yapıların farklı metotlarla elde edilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, [100] doğrultusuna sahip, B (Boron) katkılandırılmış do= 380µm kalınlığında ?= 1-10 ?cm özdirençli, önceden parlatılmış p-Si (Silisyum) wafer kullanılmıştır. Metal-yarıiletken arasına yerleştirilen iki farklı ince metal-oksit filmin diyot karakteristikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Al/ZnO/p-Si/Al ve Au/CuO/p-Si/Al diyot yapıları üretilmiştir. Metal yarıiletken arasına yerleştirilen ZnO ve CuO nano yapılı ince filmleri büyütmek için kolay uygulanabilir, düşük sıcaklıklı ve ucuz bir yöntem olan Kimyasal Banyo depolama (CBD) yöntemi ile çözeltiden büyütme yöntemlerinden biri olan Sol-Jel Spin Coating (döndürme kaplama) yöntemleri kullanılmıştır. Elde edilen filmlerin, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmıştır. Ayrıca, üretilen filmleri kristalografik olarak incelemek amacıyla X-Işını Kırınımı (XRD) analizlerinden elde edilen yapıların tanecik boyutları ve yönelimleri hakkında bilgiler edinilmiştir.Diyot yapısını oluşturabilmek amacıyla, yapının omik ve doğrultucu kısmı, Fiziksel Buhar Depolama (PVD) yöntemi (~10-5 Torr) ile oluşturulmuştur. Üretilen diyot yapılarının geleneksel I-V, Cheung&Cheung ve Norde fonksiyonları kullanılarak; idealite faktörü (n), engel yüksekliği (?B) ve seri direnç (Rs) değerleri hesaplanmıştır. Sonuç olarak iki farklı film büyütme yöntemi ile üretilen diyot yapılarının karakteristik parametrelerinden idealite faktörleri ve engel yüksekliklerinin birbiri ile uyum içersindeyken, seri direnç değerlerinin beklendiği gibi birbirinden bağımsız olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçların, literatür de yer alan sonuçlar ile uyumlu olduğu görülmüştür.

In this study, previously polished B-doped p-type Si wafer which has a direction of ? 100 ? , a thickness of 380 ? m and resistivity of 1-10 ? cm was used. The effect of two different film deposition methods of a thin metal-oxide placed in between metal and semiconductor to diode characterizations have been investigated. Al/ZnO/p-Si/Al and Au/CuO/p-Si/Al diode structures were produced. In order to produce ZnO and CuO nanostructured thin films at the boundary of metal and semiconductor Chemical Bath Deposition (CBD) and Sol-gel Spin Coating methods which are easy to use, low temperature and cost effective were used. Scanning Electron Microscopy (SEM) pictures of the produced films were taken. Also, X-ray diffraction analyses were investigated in order to get information on the grain sizes and orientations of the structures.In order to produce a diode structure, ohmic and rectifier contacts were produced by evaporation under 10-5 Torr pressure by Physical Vapor Deposition (PVD) method. The ideality factor (n), barrier height (?B) and series resistance (Rs) values of the produced structures were calculated by conventional I-V, Cheung&Cheung and Norde functions. As a result, ideality factor and the barrier hight values of the diode structures which were produced by two different methods are in accordance with each other, but the serial resistance values of the films are not in accordance with each other as expected. The obtained results are found to be compatible with the results in the literature.