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

DEMİREZEN, SELÇUK

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

Selçuk DEMİREZEN (Amasya Üniversitesi)

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji

0 0

Yıl: 2017 Cilt: 5 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 167 - 176 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

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

Öz:

Bu çalışmada PrBaCoO-nanofiber arayüzey tabakalı metal-yarıiletken (Au/n-Si) yapılarda arayüzey durumlarının yoğunluğunun (NSS) ve seri direncin (RS) etkisi hem frekans hem de voltaja bağlı olarak incelendi. Bu amaçla hem kapasitans-gerilim (C-V) hem de iletkenlik-gerilim (G/?V) ölçümleri oda sıcaklığında, 1 kHz-1 MHz frekans ve (?3 V) gerilim aralığında gerçekleştirildi. NSS'in dağılımı hem Hill Coleman hem de yüksek-düşük kapasitans (CHF-CLF) metotlarından, RSise Nicollian-Brews metodundan frekans ve gerilime bağlı olarak elde edildi. NSS ve onların zaman sabiti (?) değerleri ise Nicollian and Goetzberger tarafından geliştirilen admitans spektroskopi metodundan elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, empedans ölçümlerinde NSS'in özellikle tüketim ve terslenim bölgelerinde etkili iken RS'nin sadece yığılma bölgesinde ve yüksek frekanslarda etkin olduğunu göstermiştir. Ölçülen C-V ve G/??V grafikleri üzerine RS etkisini minimize etmek için, ölçülen kapasitans ve iletkenlik değerleri yüksek frekanslar için düzeltilmiştir.

Anahtar Kelime:

Obtaining of Frequency and Voltage Dependent Resistance and Interfacial States Distribution Profiles on Au / (PrBaCoO nanofiber) / n-Si Structures With Different Methods

Öz:

In this study, the density of interface states (NSS) and series resistance (RS) were examined for both frequency and voltage in PrBaCoO-nanofiber interface layered metal-semiconductor (Au/nSi) structures. For this purpose, capacitance-voltage (C-V) and conductivity-voltage (G/?-V) measurements were performed at room temperature, 1 kHz-1 MHz frequency and (?3 V) voltage range. Frequency and voltage-dependent distributions of interface states were obtained from Hill Coleman and high-low capacitance (CHF-CLF) methods, and RS from Nicollian-Brews method. Interfacial states and their lifetime (?) were obtained from the Admittance/Conductance method developed by Nicollien and Goetzberger. Experimental results show that NSS states in impedance measurements are particularly effective in the regions of depletion and inversion while RS is only effective in the accumulation region and at high frequencies. The measured capacitance and conductivity values are corrected for high frequencies to minimize the RS effect on the measured C-V and G/?-V pilots.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[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, The Si-SiO2 Interface - Electrical Properties as Determined by the Metal-Insulator-Silicon Conductance Technique. Bell Syst. Tech. J., 46 (1967) 1055-1133.
[4] Y. Şafak Asar, T. Asar, Ş. Altındal, S. Özçelik, Investigation of dielectric relaxation and ac electrical conductivity using impedance spectroscopy method in (AuZn)/TiO2/p-GaAs(110) schottky barrier diodes. Journal of Alloys And Compounds, 628 (2015) 442-449.
[5] M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian, Simple Capacitors to Supercapacitors - An Overview. Int. J. Electrochem. Sci, 3 (2008) 1196-1217.
[6] J. Ho, T. Richard Jow, S. Boggs, Historical introduction to capacitor technology. IEEE Electrical Insulation Magazine, 26 (2010) 20-25.
[7] S. A. Yerişkin, H. İ. Ünal, B. Sarı, Electrical and dielectric characteristics of Al/polyindole Schottky barrier diodes. II. Frequency dependence. Journal of Applied Polymer Science 120 (2011) 390-396.
[8] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
[9] S. Demirezen, Ş. Altındal, S. Özçelik, E. Özbay, On the profile of frequency and voltage dependent interface states and series resistance in (Ni/Au)/Al0.22Ga0.78N/AlN/GaN heterostructures by using current-voltage (I-V) and admittance spectroscopy methods. Microelectronics Reliability, 51 (2011) 2153-2162.
[10] B. Kinaci, S. Özçelik, Temperature Dependent Capacitance-Voltage And Conductance-Voltage Characteristics Of Au/TiO2(Rutile)/n-Si MIS Structure At 1 Mhz. Journal of Electronics Materials, 42, (2013) 1108-1113.
[11] S. Demirezen, E. Özavcı, Ş. Altındal, The effect of frequency and temperature on capacitance/conductance-voltage (C/G-V) characteristics of Au/n-GaAs Schottky barrier diodes (SBDs). Materials Science in Semiconductor Processing, 23 (2014) 1-6.
[12] A. Tataroğlu, A. A. Al-Ghamdi, F. El-Tantawy, W. A. Farooq, F. Yakuphanoğlu, Analysis of interface states of FeO-Al2O3 spinel composite film/p-Si diode by conductance technique. Appl. Phys. A, 122:220 (2016) 1-6.
[13] S. Demirezen, A. Kaya, Ş. Altındal, İ. Uslu, The energy density distribution profile of interface traps and their relaxation times and capture cross sections of Au/GO-doped PrBaCoO nanoceramic/n-Si capacitors at room temperature. Polymer Bulletin, (2017) doi:10.1007/s00289-017-1925-2.
[14] M.M. Bulbul, S. Zeyrek, Frequency dependent capacitance and conductance-voltage characteristics of Al/Si3N4/p-Si(100) MIS diodes. Microelectronic Engineering, 83 (2006) 2522-2526.
[15] I.M. Afandiyeva, S. Demirezen, Ş. Altındal, Temperature dependence of forward and reverse bias current-voltage characteristics in Al-TiW-PtSi/n-Si Schottky barrier diodes with the amorphous diffusion barrier. Journal of Alloys and Compounds, 552 (2013) 423-429.
[16] H.C. Card, E.H. Rhoderick, Studies of tunnel MOS diodes I. Interface effects in silicon Schottky diodes. J. Phys. D:Appl Phys, 4 (1971) 1589-1601.
[17] E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Oxford University, 1978.
[18] P. Chattopadhyay, B. Raychaudhuri, New technique for the determination of series resistance of Schottky barrier diodes. Solid State Electron. 35 (1992) 1023-1024.
[19] S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, The Effect of Mo-doped PVC+TCNQ Interfacial Layer on the Electrical Properties of Au/PVC+TCNQ/p-Si Structures at Room Temperature. Materials Science in Semiconductor Processing, 33 (2015) 140-148.
[20] S. Altındal, H. Uslu, The Origin of Anomalous Peak and Negative Capacitance in The Forward Bias C-V Characteristics of Au/PVA/n-Si structures. J. Appl. Phys. 109 (2011) 074503.
[21] A. Tataroğlu, R. E. Uyar, Analysis of density and time constant of interface states of MIS device by conductance method. Indian Journal of Pure & Applied Physics, 54:6 (2016) 374-378.
[22] P. S. Ho, E. S. Yang, H. L. Evans, X. Wu, Electronic states at silicide-silicon interfaces. Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 177-180.
[23] J. Werner. A. F. J. Levi, R.T. Tung, M. Anslowar, M. Pinto, Origin of the Excess Capacitance at Intimate Schottky Contacts. Phys. Rev. Lett., 60 (1988) 53-56.
[24] W.A. Hill, C.C. Coleman, A single-frequency approximation for interface-state density determination. Solid State Electron. 23 (1980) 987-993.
[25] Ş. Altındal, H. Kanbur, İ. Yücedağ, A. Tataroğlu, On the energy distribution of interface states and their relaxation time and capture cross section profiles in Al/SiO 2/p-Si (MIS) Schottky diodes. Microelectron. Engin., 85 (2008) 1495-1501.
[26] M. Depas,R. L. Van Meirhaeghe, W. H.Laflere, F. Cardon, Semicond. Sci. Technol., 7 (1992) 476- 1483.
[27] N. Konofaos, I. P. McClean, C. B. Thomas, Characterisation of the Interface States between Amorphous Diamond-Like Carbon Films and (100) Silicon. Phys. Stat. Sol (a), 161 (1997) 111-123.
[28] A. Singh, Characterization of interface states at Ni/nCdF2 Schottky barrier type diodes and the effect of CdF2 surface preparation. Solid State Electronics, Vol 28 (1985) 223-232.

APA	DEMİREZEN S (2017). Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. , 167 - 176.
Chicago	DEMİREZEN SELÇUK Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. (2017): 167 - 176.
MLA	DEMİREZEN SELÇUK Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. , 2017, ss.167 - 176.
AMA	DEMİREZEN S Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. . 2017; 167 - 176.
Vancouver	DEMİREZEN S Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. . 2017; 167 - 176.
IEEE	DEMİREZEN S "Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi." , ss.167 - 176, 2017.
ISNAD	DEMİREZEN, SELÇUK. "Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi". (2017), 167-176.

APA	DEMİREZEN S (2017). Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 5(3), 167 - 176.
Chicago	DEMİREZEN SELÇUK Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 5, no.3 (2017): 167 - 176.
MLA	DEMİREZEN SELÇUK Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.5, no.3, 2017, ss.167 - 176.
AMA	DEMİREZEN S Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2017; 5(3): 167 - 176.
Vancouver	DEMİREZEN S Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2017; 5(3): 167 - 176.
IEEE	DEMİREZEN S "Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 5, ss.167 - 176, 2017.
ISNAD	DEMİREZEN, SELÇUK. "Au/(PrBaCoO nanofiber)/n-Si Yapılarda Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Frekans ve Gerilime Bağlı Dağılım Profillerinin Farklı Metotlarla Elde Edilmesi". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 5/3 (2017), 167-176.