Study of low-frequency noise in amorphous silicon

Abstract

Bu çalışmada, amorf silisyum filmler oluşturdukları gürültü açısından incelenmiştir. Omik kontaklı olan filmler vakumda elektron tabancası ile buharlaştı rılarak iki farklı geometride gerçekleştiril miştir. 10 Hertz' den 4.4 kHz 'e kadar! ık bir frekans ekseni boyunca gürültü spektrumu belirlenmiş ve bu frekans bölgesindeki ölçümler l/f tipi karakteristiğin geçerli olduğunu göstermiştir, ölçümlerde doğru akım kutuplama gerilimi ve sıcaklık değiştirilerek etkin gürültü direnci belirlenmiştir. Artan sıcaklıklarda (>300°K) gürültü seviye sinin azaldığı görülmüştür. Oda sıcaklığında fonon yardımlı atlama olayı ile gürültü oluşumu arasında ilişki kurulmuş ve bu bölgede Fermi seviyesi durum yoğunluğunun, gürültü ölçme yöntemiyle hesapla nabileceği gösterilmiştir. Ayrıca, amorf olmayan silisyum kristalinin gürültüsü de ölçülerek, amorf silisyumdan daha gürültülü olduğu gözlenmiştir.

In this thesis, amorphous silicon films are fabricated and their low-frequency noise properties are investigated over the range of 10 Hz to 4.4 kHz. The ohmic contacted films are produced in two different geometries using the electron gun vacuum-evaporation technique. The noise measurements carried out at low-frequencies show that, 1/f noise is dominant in this frequency region. Effects of d.c. biasing and increasing ambient temperature are also investigated; increasing temperature (>300 °K) decreases the low-frequency noise power level. The relationship between the hopping rate and the 1/f noise is verified. It is also shown that, the density of states near the Fermi level can be calculated from 1/f noise measurements. Amorphous silicon films are found to be noisier than the crystalline structure.