Dergiler / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2018 / Cilt: 6 - Sayı: 3
Al/PVA (Zn-katkılı)/p-Si (MPS) Yapılarda Organik Arayüzey Tabaka Kalınlığının ve Seri Direncin C-G/-V Karakteristikleri Üzerine Etkisi
- Sayfa
- 680–690
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada, 50 ve 150 nm kalınlıklarına sahip (Zn-katkılı PVA) polimer ara yüzey tabakalıAl/p-Si (MPS) yapıların elektriksel özellikleri, kapasitans-kondüktans-voltaj (C-G/-V) ölçümmetodu kullanılarak frekansa bağlı incelendi. C-G/-V ölçümleri -3.5/+5.5 V aralığında 50 mVadımlarla 2kHz, 20kHz ve 200kHz frekanslarında oda sıcaklığında alındı. Ters öngerilim C-2-Vgrafiklerinin lineer kısmının kesim noktası ve eğimlerinden faydalanılarak; difüzyon potansiyeli(VD,) alıcı katkı atomlarının yoğunluğu (NA), Fermi enerji (EF) seviyesi, tüketim tabakasınınkalınlığı (WD) ve potansiyel engel yüksekliği (B) gibi temel elektriksel parametreler hemfrekansa hem de kalınlığa bağlı olarak elde edilerek karşılaştırıldı. Bu parametrelerin tümüoldukça hem organik arayüzey tabakasının kalınlığına hem de frekansa bağlı değişiklikgöstermektedir. Ayrıca Nicollian ve Brews metodu kullanılarak bu yapıların direnci (Ri) vedüşük-yüksek frekans (CLF-CHF) kapasitans metodu kullanılarak da arayüzey durumlarının (Nss)voltaja bağlı değişim profilleri elde edildi. Seri direnç (Rs) etkisinin hangi bölge ve frekanstadaha etkin olduğunu belirlemek için yapıların ölçülen C-G/-V eğrileri Rs değeri dikkatealınarak düzeltildi. Elde edilen deneysel sonuçlar hem polimer arayüzey tabaka kalınlığının hemde Rs ve Nss değerlerinin C-G/-V ölçümleri üzerinde oldukça etkili olduğu gözlendi.
Abstract
In this study, the electrical properties of polymer interfacial layer Al/p-Si (MPS) with thickness of 50 and 150 nm (Zn-doped PVA) were investigated in terms of frequency using the capacitance- conductance-voltage (C-G/-V) measurement methods. C-G/-V measurements were taken at room temperature at frequencies of 2kHz, 20kHz and 200kHz in the range of -3.5 / + 5.5 V with 50 mV steps. Utilizing the cut-off point and slope of the linear part of the reverse biased C-2 -V graphics; basic electrical parameters such as the values of diffusion potential (VD), doping concentration of acceptor atoms (NA), Fermi energy level (EF), depletion layer width (WD) and barrier height (ΦB) were obtained and compared based on both frequency and thickness. These parameters are highly dependent on both the thickness of organic interface layer and frequency. In addition, voltage-dependent change profiles of interface states (Nss) and the resistance (Ri ) were obtained using low-high frequency (CLF-CHF) capacitance method and the Nicollian and Brews method of these structures using, respectively. To determine which region and frequency of the series resistance (Rs ) effect is more effective, measured C-G/-V curves were corrected considering Rs value. Obtained experimental results were observed to be very effective on the C-G/-V of the polymer interfacial layer thickness and Rs and Nss values.