Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi

Bu çalışmada PrBaCoO-nanofiber arayüzey tabakalı metal-yarıiletken (Au/n-Si) yapılarda arayüzey durumlarının yoğunluğunun (Nss) ve seri direncin (Rs) hem frekans hem de voltaja bağlı incelendi. Bu amaçla hem kapasitans-gerilim (C-V) hem de iletkenlik-gerilim (G/w-V) ölçümleri oda sıcaklığında, 1 kHz-1 MHz frekans ve (±3 V) gerilim aralığında gerçekleştirildi. Arayüzey durumlarının frekans ve gerilime bağlı dağılımları hem Hill Coleman hem de yüksek-düşük kapasitans (CHF-CLF) metotlarından, Rs ise Nicollian-Brews metodundan elde edildi. Arayüzey durumlarının ve onların yaşama süreleri (t) ise Nicollien and Goetzberger tarafından geliştirilen Admittance/Kondüktans metodundan elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, empedans ölçümlerinde Nss durumlarının özellikle tüketim ve terslenim bölgelerinde etkili iken Rs nin sadece yığılma bölgesinde ve yüksek frekanslarda etkin olduğunu göstermiştir. Ölçülen C-V ve G/w-V grafikleri üzerine Rs etkisini minimize etmek için, ölçülen kapasitans ve iletkenlik değerleri yüksek frekanslar için düzeltilmiştir. Sonuç olarak, kapasitörlerde arayüzey tabaka olarak, geleneksel düşük dielektrikli SiO2 yerine PrBaCoO gibi yüksek dielektrkli malzemelerin kulanılması halinde, kapasitörde çok daha fazla miktarda yük ve dolayısıyla enerji depolanabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler:

Au/PrBaCoO-nanofiber/n-Si yapılar/kapasitörler, Admitans ölçümleri, Arayüzey durumları ve seri direnç, frekans ve voltaj bağımlılğı

PDF

___

[1] S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley and Sons, New York, 1981.
[2] E.H. Nicollian, J.R. Brews, Metal Oxide Semiconductor (MOS) Physics and Technology Wiley, New York 1982.
[3] E. H. Nicollian, A. Goetzberger, Bell Syst. Tech. J., 46 (1967) 1055-1133.
[4] Y. Şafak Asar, T. Asar, Ş. Altındal, S. Özçelik, Journal of Alloys And Compounds, 628 (2015) 442.
[5] M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian, Int. J. Electrochem. Sci, 3 (2008) 1196-1217.
[6] J. Ho, T. Richard Jow, S. Boggs, IEEE Electrical Insulation Magazine, 26 (2010) 20-25.
[7] S. A. Yerişkin, H. İ. Ünal, B. Sarı, Journal of Appliad Polymer Sceince 120 (2011) 390.
[8] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
[9] S. Demirezen, Ş. Altındal, S. Özçelik, E. Özbay, Microelectronics Reliability 51 (2011) 2153.
[10] A. Kaya, H. Tecimer, Ö. Vural, I. H. Taşdemir, S. Altındal, IEEE Trans. on Elec. Dev. 61 (2014) 584
[11] S. Demirezen, E. Özavcı, Ş. Altındal, Materials Science in Semiconductor Processing 23 (2014) 1–6.
[12] B. Şahin, H. Çetin, E. Ayyıldız, Solid State Communications 135 (2005) 490.
[13] I.M. Afandiyeva, I. Dökme, Ş. Altındal, L.K. Abdullayeva, Sh.G. Askerov, Microelectronic Engineering 85 (2008) 365.
[14] M.M. Bulbul, S. Zeyrek, Microelectronic Engineering 83 (2006) 2522.
[15] I.M. Afandiyeva, S. Demirezen, Ş. Altındal, Journal of Alloys and Compounds 552 (2013) 423.
[16] H.C. Card, E.H. Rhoderick, J Phys D Appl Phys, 4 (1971) 1589.
[17] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
[18] P. Chattopadhyay, B. Raychaudhuri, Solid State Electron. 35 (1992) 1023.
[19]S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, Materials Science in Semiconductor Processing, 33(2015)140–148.
[20] S. Altındal, H. Uslu, J. Appl. Phys. 109 (2011) 074503.
[21] Ö. Tüzün, Ş. Altındal, Ş. Öktik, Materials Science and Engineering B 134 (2006) 291.
[22] P. S. Ho, E. S. Yang, H. L. Evans, X. Wu, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 177.
[23] J. Werner. A. F. J. Levi, R.T. Tung, M. Anslowar, M. Pinto, Phys. Rev. Lett. 60 (1988) 53.
[24] W.A. Hill, C.C. Coleman, Solid State Electron. 23 (1980) 987.
[25] Ş. Altındal, H.Kanbur, İ. Yücedağ, A. Tataroğlu, Microelectron. Engin. 85 (2008) 1495- 1501.
[26] M. Depas,R. L. Van Meirhaeghe, W. H.Laflere, F. Cardon, Semicond. Sci. Technol. 7 (1992) 1476-1483.
[27] N. Konofaos, I. P. McClean, C. B. Thomas, Phys. Stat. Sol (a), 161 (1997) 111.
[28] A. Singh, Solid State Electronics, Vol 28 (1985) 223-232.