Determination of electrical parameters and fabrication of metal/NiPc/inorganic semiconductor structures by using sol-gel method

Abstract

Bu çalışmada p-tipi Silisyum kristali üzerine damlatma yöntemi kullanılarak nikel fitalosiyanin (NiPc) kaplandı. NiPc ince film üzerine termal buharlaştırma sistemi kullanılarak vakum altında saf alüminyum buharlaştırıldı ve Al/NiPc/p-Si diyotu üretildi. Al/NiPc/p-Si yarıiletken diyotun ışıksız ve ışıklı ortamda akım-voltaj (I-V) karakteristiği ölçüldü. I-V grafiği yardımıyla bu yapının doğrultucu özelliğe sahip olduğu gözlendi. Işıklı ortamdaki ölçümler 300 Watt ışık altında gerçekleştirildi ve bu ölçümler sonucunda diyotun fotodiyot özellik gösterdiği görüldü. Farklı frekanslarda kapasite-gerilim (C-V) ve kondüktans-gerilim (G-V) ölçümleri alındı. C-V ölçümleri kullanılarak bulunan C-2-V grafiklerinin eğimlerinden diyotun difüzyon potansiyeli, engel yüksekliği ve taşıyıcı konsantrasyonu değerleri hesaplandı. Ayrıca Cheung ve Norde fonksiyonları kullanılarak Al/NiPc/p-Si Schottky kontağın diyot parametreleri hesaplandı. Ayrıca kapasite-frekans (C-f) ve kondüktans-frekans (G-f) ölçümleri 0,40V-1,60V aralığında ∆V= 0,05 V adımla alındı.

In this study, nickel phthalocyanine (NiPc) material has been coated onto p-type silicon by using drop cast method. Al metal was grown on the NiPc thin film by thermal evaporator system under vacuum condition and then Al/NiPc/p-Si diode was fabricated. It was performed current–voltage (I-V) measurements of Al/NiPc/p-Si semiconductor diode under dark and light illumination conditions at room temperature. It has been seen that this structure exhibits rectifying behavior from I-V plot. The I-V measurement for the illumination effect has been performed by 300watt light. It has been seen that the diode has photodiode mode. Capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage(G-V) measurements were performed as a function of frequency. The values of diffusion potential, barrier height and acceptor carrier density were calculated from the slope of C-2-V plot obtained by using C-V measurements. Also the diode parameters of Al/NiPc/p-Si Schottky contact were extracted by using Cheung and Norde functions. Furthermore, the measurements of capacitance-frequency (C-f) and conductance-frequency (G-f) were performed in the range of 0,40V-1,60V with a step of ∆V= 0,05 V.