Si üzerinde oluşturulan metal ince filmin (Au) elektrik ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotu, vakum buharlaştırma yöntemiyle iki aşamada hazırlanmıştır ve elektriksel özellikleri incelenerek, Schottky bariyerdeki baskın akım geçişinin hangi yolla olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda n- tipi Si/Au Schottky bariyer diyotun elektriksel özellikleri ve optik özellikleri incelenerek bariyer yüksekliği üç farklı yöntemle belirlenmiştir. n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotunun oluşturulmasındaki ilk aşama ohmik kontak oluşturulması sürecidir. Bu süreçte, n-tipi Si' un arka yüzeyine yaklaşık 30 dakika süre ile AuSb vakum buharlaştırma yöntemiyle kaplanmıştır. İkinci aşama n-tipi Si' un ön yüzüne Au ince film kaplanmasıdır. Bu işlemde yaklaşık 25 dakika süre ile vakum buharlaştırma yöntemiyle yapılmıştır. Böylece n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotu elde edilmiştir. Oluşturulan n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotun elektriksel özelliklerinde, akım- gerilim (I-V) ve kapasitans-gerilim (C-V) karakteristikleri incelenmiştir. Akım-gerilim karakteristiklerinde ln(I)' mn V ye göre grafiği çizilerek n ideal faktörün 1' e çok yakın bir değer olduğu bulunmuştur. Bu sonuç bize n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotun ideale yakın olduğunu ve akım geçişinde termoiyonik yayılmanın baskın olduğunu göstermiştir. Kapasitans-gerilim karakteristiklerinde l/C2' nin V ye göre grafiği çizilerek tükenim bölgesindeki donor konsantrasyonu Nd hesaplanmıştır. Son olarak I-V ve C-V ölçümlerinden elde edilen grafiklerden n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotun bariyer yüksekliği hesaplanmıştır. n-tipi Si/Au Schottky bariyer diyotun optik özelliklerinde ise (Y.hy)1/2' nin hy' ye göre grafiği çizilerek bariyer yüksekliği belirlenmiştir. Deneysel olarak üç farklı yöntemle hesapladığımız bariyer yüksekliklerinin teorik sonuçlar ile çok yakın değerlerde olduğu görülmüştür.

In this study n-type Si/Au Schottky barrier diode was prepared by vacuum evaporation method in two steps and dominant current transport in Schottky barrier was determined by investigation of electrical properties. We also determined the barrier height by investigation of electrical and optical properties of the n-type Si/Au Schottky barrier diode. The first step of the study is forming of the ohmic contact. AuSb was deposited on the back side of the n-type Si by vacuum evaporation for 30 minutes. In the second step, Au thin film was deposited on the front side of the n-type Si by vacuum evaporation for 25 minutes. Thereby n-type Si/Au Schottky barrier diode was obtained. I-V and C-V characteristics of the n-type Si/Au Schottky barrier diode were investigated. By plotting ln(I) versus V it is found that n ideality factor equals approximately one. Therefore n-type Si/Au Schottky barrier diode is ideal and thermionic emission is dominant in current transport. Donor concentration No in the depletion region is determined by 1/C2-V graph, n-type Si/Au Schottky barrier height is determined by graphs obtained from I-V and C-V measurements. The barrier height is determined by plotting (Y.hy)1/2 versus hy [(Y.hy)1/2-hy] for optical measurements. Obtained barrier heights by three different ways are convenient to theoretical values.