Amorf silisyum bazlı diyotlarda negatif sığa etkisi

Abstract

Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemiyle hidrojenlenmiş amorf silisyum (a-Si:H) katkılanmamış tabakanın p- ve n-tipi katkılanmış hidrojenlenmiş nanokristal silisyum (nc-Si:H) tabakalar arasında üretilmesiyle elde edilmiş olan p-i-n diyotun elektriksel özellikleri incelenmiştir. Akım-gerilim ölçümleriyle diyottaki eklemleri oluşturan yapıların kaliteleri hakkında fikir sahibi olunmuştur. Diyot ideallik faktörü, doğrultma faktörü ve akımın gerilime göre üstel davranışı p-i-n eklem yapısının standart kalitede olduğunu göstermiştir. Yarıiletken malzemelerdeki kusur seviyeleri hakkında nicel bilgi sunan admitans yöntemi, p-i-n diyot yapısında ileri besleme altında kullanılmıştır. Sığa-frekans-gerilim tayfında gözlenmiş olan negatif sığa etkisi makul bir eşdeğer devre ile matematiksel olarak MATLAB yazılımında altprogram yapısı kullanılarak modellenmiştir. Negatif sığa etkisinin eşdeğer devrede bobin kullanılarak benzetim yapılabildiği gösterilmiştir. Aynı zamanda, başarılı bir benzetim için eşdeğer empedans değerine yüklenmesi gereken frekans bağımlılığı AC hopping iletimi ile bağdaştırılmıştır.

The electrical properties of the p-i-n diode, obtained by producing hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) undoped layer between p- and n-type doped hydrogenated nanocrystalline silicon (nc-Si:H) by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), were investigated. By means of current-voltage measurements, an idea about the qualities of the structures that make up the junctions in the diode was obtained. The diode ideality factor, the rectification factor, and the exponential behavior of the current with respect to stress have been shown to be the standard quality of the p-i-n joint structure. The admittance method, which provides quantitative information about the defect levels in semiconductor materials, has been used under forward bias in the p-i-n diode structure. The negative capacitance effect observed in the capacitance-frequency spectrum is modeled using a mathematical subprogram structure in MATLAB software with a reasonable equivalent circuit. It has been shown that the negative capacitance effect can be simulated using the coil in the equivalent circuit. At the same time, the frequency dependency, which must be loaded into equivalent impedance for a successful simulation, is correlated with AC hopping conduction.