6H-SiC tabanlı Schottky diyotların hazırlanması ve geniş sıcaklık aralığında elektriksel parametrelerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Öğrenci: TAMER GÜZEL

Danışman: METİN ÖZER

Özet:

Bu tezde, Au/n-6H-SiC/Au, Au/P3HT-n-6H-SiC/Au, Au/P3HT:PCBM(1:1)-n-6H-SiC/Al Schottky engelli yapılar üretilerek, 80K ile 350K sıcaklık aralığında elektriksel karakteristikleri araştırıldı. Her bir diyot için akım-voltaj eğrilerinden, Cheung ve Norde fonksiyonları kullanılarak, engel yükseklikleri (Φb0) ve idealite faktörleri (n) ve seri direnç (Rs) değerleri hesaplandı. İdealite faktörü ve seri direncin artan sıcaklıkla azaldığı, engel yüksekliğinin ise arttığı gözlendi. Parametrelerdeki bu değişimin sebeplerinden biri olarak Schottky engelinin uzaysal homojensizliği gösterildi. Engelin Gaussian dağılımı araştırılarak, engel yüksekliği( ̅bo) ve standart sapma( o) değerleri hesaplandı. Tüm numunelerde ikili Gaussian dağılımı(GD) belirlendi. Au/n-6H-SiC/Au diyotunun 80K ile 150K aralığında ortalama engel yüksekliği ile standart sapma değerleri sırasıyla 0,53 eV ve 0,066V ve 175K ile 350K sıcaklık aralığında ise 0,99 eV, 0,126 V değerleri bulundu. Au/P3HT-n-6H-SiC/Au yapısı için 80K ile 150K aralığında ortalama engel yüksekliği ile standart sapma değerleri sırasıyla 0,51 eV ve 0,065V bulunurken 175K ile 350K sıcaklık aralığında 1eV ve 0,130 V bulundu. Aynı hesaplamalar Au/P3HT:PCBM(1:1)-n-6H- SiC/Al diyotu için de yapılarak, 80-150K sıcaklık aralığında ortalama engel yüksekliği ile standart sapma değerleri sırasıyla 0,50eV ile 0,067V ve 175-350K sıcaklık aralığında da sırası ile 1,1eV ile 0,150V olarak hesaplandı. Numunelerin her biri için Ln(I0/T2)- q2 /2k2T2 in 103/T ye göre grafikleri çizilerek her bölge için modifiye edilmiş Richardson sabiti (A*) ve ortalama engel yükseklikleri( ̅) hesaplandı. Buna göre Au/n-6H-SiC/Au yapısı için ilk bölgede (80K-150K) hesaplanan Richardson sabiti ve ortalama engel yükseklikleri sırası ile 0,5 eV and 3,85 Acm-2K-2 bulunurken 175K-350K sıcaklık aralığında 0.96 eV and 47.62 Acm-2K-2 hesaplandı. Au/P3HT-n-6H-SiC/Au diyotu için srasıyla 0,43 eV, 155,59 Acm-2K-2 ve 0,83eV ile 292,14 Acm-2K-2 bulundu. Au/P3HT:PCBM(1:1)-n-6H-SiC/Al Schottky yapısı için de yine aynı bölgelerde hesaplanarak; 0,52eV, 223,02 Acm-2K-2 ve 1,14 eV ile 669,98 Acm-2K-2 bulundu. Akım iletimi, termiyonik emisyon modeli ve bariyer homojensizliği ile birlikte açıklandı.