Ara yüzey tabakalı metal-yarı iletken(MS) yapıların hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin frekansa ve voltaja bağlı incelenmes

Abstract

Hazırlanan Au/PVP/n-Si (MPS) yapıların temel elektriksel parametreleri, oda sıcaklığında ölçülen doğru ve ters öngerilim akım voltajı (I-V) ve empedans voltaj (Z-V) ölçümleri kullanılarak incelendi. Hazırlanan yapının yarı-logritmic I-V grafiği iyi bir doğrultma özeliğine sahip olup orta gerilim bölgesinde liner bir davranış sergilemektedir. Bu lineer kısmın eğiminden ve kesim noktasından sırasıyla idealite faktörü (n) ve sıfır-beslem engel yüksekliği (ΦBo) 2,53 ve 0,84 eV elde edildi. Diğer bazı temel elektriksel parametreler olan difuzyon potansiyeli (VD), verici katkı atomların yoğunluğu (ND), Fermi enerji seviyesi (EF) ve engel yüksekliği B (C-V) değerleri, ters öngerilim C-2-V grafiklerinin lineer kısımlarından 1, 10, 100 ve 500 kHz için elde edildi ve tüm bu parametrelerin oldukça frekansa bağlı olduğu gözlendi. B (C-V) değeri artan frekansla neredeyse lineer olarak artmaktadır. Düşük frekanslarda elde edilen yüksek C ve G/ değerleri, PVP/n-Si ara yüzeyinde oluşan arayüzey durumlarının (Nss) varlığına ve onların yaşam sürelerine atfedildi. Çünkü düşük frekanslarada hem dipoller kendi ekseni etrafında dönmeye hem de Nss uygulanan ac sinyalini takip etmesi için yeterince bir zamana sahiptirler. Tüm deneysel sonuçlar, Au/n-Si ara yüzeyinde spin-kaplama yöntemiyle büyütülen PVP tabakasının geleneksel yalıtkan veya oksit tabaka yerine başarıyla kulanılabileceğini göstermektedir.

Main electrical parameters of the fabricated Au/PVP/n-S (MPS) structure have been investigated by using the forward and reverse current-voltage (I-V) and impedance-voltage (Z-V) measurements at room temperature. The forward bias semi-logarithmic I-V plot has a good rectifying rate and linear part in the intermediate bias voltage and so both the value of ideality factor (n), zero-bias barrier height (ΦBo)were extracted from the slope and intercept of this linear part as 2.53 and 0.84 eV respectively. The other some main electrical parameters such as values of diffusion potential (VD), density of doping donor atoms (ND), fermi energy level (EF), and barrier height B(C-V) were extracted from the linear parts of reverse bias C-2 vs V plots for 1, 10, 100, and 500 kHz. All these parameters were found strong function of frequency. The value of B(C-V) increases with increasing frequency. The higher value of C and G/ at low frequencies was attributed the existence of surface states (Nss) and their relaxation times. This is because of the Nss and dipoles have enough time to follow external ac signal and can be turned around at low frequencies. Experimental results are indicated that the grown of PVP at Au/n-Si interface by spin coating method can be successfully used instead of traditional an insulator or oxide layer.