Metal-yalıtkan-yarı iletken (MIS) yapılarda elektrik ve dielektrik özelliklerinin sıcaklık ve frekansa bağlı incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENDÜSTRİYEL TEKNOLOJİ EĞİTİMİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2007

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İBRAHİM YÜCEDAĞ

Danışman: ŞEMSETTİN ALTINDAL

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, termal oksidasyon yoluyla büyütülmüş, 32 Å kalınlıklı biryalıtkan/oksit arayüzey tabakasına sahip metal-yalıtkan-yarıiletken (Al/SiO2/p-Si) MIS yapı, (100) yönelimli, 280 µm kalınlıklı ve 8 Ω.cm özdirençli bor katkılı(p-tipi) tek kristal silikon üzerine oluşturuldu. Doğru ve ters beslem kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/ω-V) ölçümleri, oda sıcaklığında, seri dirençω(Rs), arayüzey durum yoğunluğu (Nss) dikkate alınarak 10 kHz-10 MHzfrekans, (-5 V) - (+5 V) voltaj aralığında incelendi. Deneysel sonuçlar hemelektrik hem de dielektrik parametrelerin oldukça güçlü bir şekilde frekans vevoltaja bağımlı olduğunu göstermektedir. Her frekans için, C-V eğrileri bir pikvermekte ve bu pikin büyüklüğü ve yeri frekansa bağlı olarak değişmektedir.Aynı zamanda Rs-V dağılım profili tüketim bölgesinde düşük frekanslar için birpik vermekte ve bu pik artan frekansla kaybolmaktadır. Dielektrik sabiti ε' vedielektrik kayıp ε'' değerleri artan frekansla azalırken ac elektriksel iletkenlikσac ise artmaktadır. Arayüzey durumları, özellikle düşük frekanslarda acsinyalini rahatlıkla takip edebildiğinden dolayı ilave bir kapasitans ve iletkenlikdeğeri sağlamakta ve bu katkı gevşeme zamanı ve uygulan ac sinyalininfrekansına bağlıdır.laveten, 53 Å kalınlıklı yalıtkan arayüzey tabakasına sahip MIS yapının,dielektrik ve elektriksel özellikleri frekans ve sıcaklığa bağlı olarak 10 kHz-1MHz frekans ve 300-400 K sıcaklık aralığında incelendi. Dielektrik sabiti ε',dielektrik kayıp ε'' ve kayıp açı tanδ değerlerinin artan sıcaklıkla arttığı fakatδartan frekansla azalmakta olduğu gözlendi. AC elektriksel iletkenliğin (σac) iseσhem frekans hem de sıcaklıkla artmakta olduğu gözlendi. Aktivasyon enerjisideğerleri hesaplandı ve elektriksel ölçümlerden elde edilen aktivasyon enerjisideğerleriyle iyi uyum içinde olduğu gözlendi. Sonuç olarak, C-V ve G/ω-Vωölçüm sonuçları, Nss ve Rs değerlerinin MIS yapının hem elektriksel hem dedielektriksel özelliklerini önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir.Anahtar Kelimeler : MIS yapı, elektriksel ve dielektrik özellikler, yalıtkan tabakaarayüzey durumları, seri direnç, ac elektriksel iletkenlik,elektrik modülleri