Al/PVA (Zn-katkılı)/p-Si (MPS) Yapılarda Organik Arayüzey Tabaka Kalınlığının ve Seri Direncin C-G/w-V Karakteristikleri Üzerine Etkisi

Bu çalışmada, 50 ve 150 nm kalınlıklarına sahip (Zn-katkılı PVA) polimer ara yüzey tabakalı Al/p-Si (MPS) yapıların elektriksel özellikleri, kapasitans-kondüktans-voltaj (C-G/w-V) ölçüm metodu kullanılarak frekansa bağlı incelendi. C-G/w-V ölçümleri -3.5/+5.5 V aralığında 50 mV adımlarla 2kHz, 20kHz ve 200kHz frekanslarında oda sıcaklığında alındı. Ters öngerilim C-2-V grafiklerinin lineer kısmının kesim noktası ve eğimlerinden faydalanılarak; difüzyon potansiyeli (VD,) alıcı katkı atomlarının yoğunluğu (NA), Fermi enerji (EF) seviyesi, tüketim tabakasının kalınlığı (WD) ve potansiyel engel yüksekliği (FB) gibi temel elektriksel parametreler hem frekansa hem de kalınlığa bağlı olarak elde edilerek karşılaştırıldı. Bu parametrelerin tümü oldukça hem organik arayüzey tabakasının kalınlığına hem de frekansa bağlı değişiklik göstermektedir. Ayrıca Nicollian ve Brews metodu kullanılarak bu yapıların direnci (Ri) ve düşük-yüksek frekans (CLF-CHF) kapasitans metodu kullanılarak da arayüzey durumlarının (Nss) voltaja bağlı değişim profilleri elde edildi. Seri direnç (Rs) etkisinin hangi bölge ve frekansta daha etkin olduğunu belirlemek için yapıların ölçülen C-G/w-V eğrileri Rs değeri dikkate alınarak düzeltildi. Elde edilen deneysel sonuçlar hem polimer arayüzey tabaka kalınlığının hem de Rs ve Nss değerlerinin C-G/w-V ölçümleri üzerinde oldukça etkili olduğu gözlendi.

Anahtar Kelimeler:

Polimer arayüzey tabaka ve Rs’ nin etkileri, , Düşük-yüksek frekans kapasitans metodu, , Arayüzey durumlarının dağılım profili

PDF

___

O. Çiçek, H. Uslu Tecimer, S.O. Tan, H. Tecimer, Ş. Altındal, İ. Uslu, Evaluation of electrical and photovoltaic behaviours as comparative of Au/n-GaAs (MS) diodes with and without pure and graphene (Gr)-doped polyvinyl alcohol (PVA) interfacial layer under dark and illuminated conditions. Composites Part B, 98 (2016) 260-268.
O. Çiçek, H. Uslu Tecimer, S.O. Tan, H. Tecimer, İ. Orak, Ş. Altında, Synthesis and characterization of pure and graphene (Gr)-doped organic/polymer nanocomposites to investigate the electrical and photoconductivity properties of Au/n-GaAs structures. Composites Part B, 113 (2017) 14-23.
H. Uslu Tecimer, M.A. Alper, H. Tecimer, S.O. Tan, Ş. Altındal, Integration of Zn-doped organic Polymer Nanocomposites Between Metal Semiconductor Structure to Reveal the Electrical Qualifications of The Diodes. Polymer Bulletin, https://doi.org/10.1007/s00289-018-2274-5 (2018).
H. Tecimer, T. Tunç, Ş. Altındal, Investigation of photovoltaic effect on electric and dielectric properties of Au/n-Si Schottky barrier diodes with nickel (Ni)-zinc (Zn) doped organic interface layer. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29 (2018) 3790-3799.
H. Tecimer, S.O. Tan, Ş. Altındal, Frequency-Dependent Admittance Analysis of the Metal-Semiconductor Structure With an Interlayer of Zn-Doped Organic Polymer Nanocomposites. IEEE Transactions on Electron Devices, 65 (2018) 231-236.
S. Altındal Yerişkin, Arayüzey tabakalı metal/yarı iletken (MS) yapıların hazırlanması ve elektriksel ile dielektrik özelliklerinin geniş frekans ve voltaj aralığında incelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi (2017).
H. G. Çetinkaya, Ş. Altındal, I. Orak, I. Uslu, Electrical characteristics of Au/n-Si (MS) Schottky Diodes (SDs) with and without different rates (graphene+Ca1.9Pr0.1Co4Ox doped poly(vinyl alcohol)) interfacial layer. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28 (2017) 7905-7911.
E. E. Tanrıkulu, S. Demirezen, Ş. Altındal, İ. Uslu, On the anomalous peak and negative capacitance in the capacitance–voltage (C-V) plots of Al/(%7 Zn-PVA)/p-Si (MPS) structure. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29 (2018) 2890-2898.
İ. Taşçıoğlu, Ö. Tüzün Özmen, H.M. Şabanoğlu, E. Yağlıoğlu, Ş. Altındal, Frequency Dependent Electrical and Dielectric Properties of Au/P3HT:PCBM:F4-TCNQ/n-Si Schottky Barrier Diode. Journal of Electronic materials, 46 (2017) 2379-2386.
S.A.Yerişkin, M. Balbaşı, İ. Orak, Frequency dependent electrical characteristics and origin of anomalous capacitance-voltage (C-V) peak in Au/(graphene doped PVA)/n-Si capacitors. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28 (2017) 7819-7826.
H.Uslu, Au/(Co, Zn-Katkılı) Polivinil Alkol/n-Si Schottky Engel Diyotlarının Hazırlanması Ve Elektriksel Özelliklerinin Aydınlatma Şiddetine Bağlı İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi (2010).
E.H. Nicollian, J.R. Brews, MOS Physics and Technology. John Wiley & Sons, New York, 40-175, 222-226, 423-439 (1982).
S.M. Sze, K.Ng Kwok, Physics of Semiconductor Devices. 3rd ed.”, John Wiley & Sons, New Jersey, 362-390 (2007).