Pamukkale University Journal of Engineering Sciences (Oct 2017)
Al/Si3N4/p-Si aygıtının C-V characteristikleri üzerine metal ile yarıiletken kontak arasındaki yalıtkan tabakanın kalınlık etkisi
Abstract
Metal-Yalıtkan-Yarıiletken (MIS) yapılar elektronik ve optoelektronikteki iyi uygulamalarından büyük ilgiye sahiptirler. Bu yapıların önemi tabaka depolama özelliği, kapasitans etkisi ve yüksek dileketrik sabitlerine sahip olmalarına dayandırılabilir. Bu yüzden Si3N4 tabakalı iki adet numune plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemiyle birinin kalınlığı 5 nm diğerinin kalınlığı 50 nm olacak şekilde p-tip Si üzerine büyütüldü. Si3N4 tabakasının kalınlığı bir elipsometreyle kontrol edildi. Al/Si3N4/p tip Si kontağın üzerine Si3N4 tabakasının kalınlık etkisi 10 kHz-1 MHz frekans değerleri için -5 V’tan +5 V voltaj aralığında yapıların kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri ile oda sıcaklığında araştırıldı. Farklı kalınlığa sahip kontakların her bir durumda kapasitans değerlerinin artan frekansla azaldığı ve iletkenlik değerlerinin arttığı tespit edildi. Ara yüzey durumları (Nss) ve Seri direnç (Rs) etkileri, bariyer yüksekliği (Φb) ve taşıyıcı yoğunluğu (Na) kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri karakterizasyonlardan elde edildi ve açıklandı. Ayrıca 5 nm ve 50 nm kalınlık değerindeki tabakalar için 500 kHz frekansta çift yönlü C-V ve G-V karakterizasyonlarından elde edildi ve kıyaslandı. Sonuç olarak, Si3N4 tabakasının kalınlık değişiminin kontakların özelliklerini etkilediği görüldü ve bu kontakların Memrezistör yapısına sahiptirler ve gelecekte hafıza aygıtları için kullanılabilir ve geliştirilebilirler.
