Iıı-v yarıiletken yapılara çinko ve benzeri atomların Difüzyonunun geliştirilmesi ve incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Doğan Yılmaz

Danışman: SÜLEYMAN ÖZÇELİK

Özet:

Difüzyon, yarıiletkenlerin içerisindeki katkılama miktarını kontrol etmek ve iletkenlik tipini değiştirmek için önemli süreçlerden biridir. III-V yariletkenlerde p-n eklem bölgesi oluşturabilmek için, yüksek p-tipi katkı oluşturabilmesinden dolayı difüzyon süreçleri tercih edilmektedir. III-V bileşik yarıiletkenler için en yaygın p-tipi katkı malzemeleri çinko ve kadmiyumdur. InP yarıiletkeni katkılamak için çinko, kadmiyuma göre bir ya da iki derece daha hızlı difüz etmektedir. Bundan dolayı InP katkılamak için çinko difüzyonun kontrolü en büyük zorluklardan biridir. InP temelli fotodedektörler için çinko konsantrasyonun ve p-n eklem konumun hassas kontrolü oldukça kritiktir. Fakat silisyumla karşılaştırıldığında yüksek difüzyon sıcaklıklarında V. grup elementlerin genellikle yüksek buhar basıncına sahip olmasından dolayı, III-V yarıiletkenlerdeki difüzyon kontrolü çok daha zordur. Çinko difüzyonun kontrolü ve karakterizasyonu ciddi bir altyapı gerektirmektedir. Bu çalışmada öncelikle çinkonun InP içerisindeki difüzyon mekanizması rapor edilmiştir. Desenli ve yalın InP alttaşlara Zn3P2 buharlaştırma ve termal süreç kullanılarak çinko katkılanmıştır. Bu çalışmalarda termal buharlaştırma, magnetron kopartma, termal fırın ve RTA sistemleri gibi temel mikrofabrikasyon metodları kullanılmıştır. Difüzyon profilleri, örneğin difüzyon derinliği ve çinko katkı konsantrasyonu, difüzyon sıcaklığı ve difüzyon süresi açısından ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) kullanılarak incelendi. Tabaka konsantrasyonu, direnç ve mobilite değerleri Hall tekniği ile ölçüldü. Ayrıca desenli ve yalın alttaşların difüzyon fabrikasyonları çalışıldı ve karşılaştırıldı.