Al/SiO2/p-Si (MYY) yapıların akım iletim mekanizması ve elektriksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı incelenmesi

Al/SiO2/p-Si metal-yalıtkan-yarıiletken (MYY) yapıların/Schottky diyotların akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V), kondüktans-voltaj (G/w-V) karakteristikleri, 80-400 K sıcaklık aralığında ölçüldü. Termiyonik emisyon (TE) teorisine göre; I-V karakteristiklerinden elde edilen sıfır beslem engel yüksekliği ( ? Bo) ve idealite faktörünün (n) sıcaklığa bağlı olduğu gözlendi. ? Bo'nin artan sıcaklıkla artmasına karşın n'nün azalmakta olduğu gözlendi. Aynı zamanda aktivasyon enerjisi / Richardson grafiğinin oda sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda doğrusallıktan saptığı gözlendi. Bu şekildeki davranış, Al/p-Si arayüzeydeki Schottky engel homojensizliğine atfedildi. Bu engel homojensizliğinin bir Gaussian dağılım (GD) gösterdiğine delil elde etmek için ? Bo- q/2kT grafiği çizildi ve bu grafikten ortalama engel yüksekliği = 1.136 eV, standart sapmanın ise ? o= 0.159 V civarında olduğu gözlendi. Böylece modifiye edilen [ln(Io/T2)-q2 ? o2/2k2T2]-q/kT grafiğinden, ve Richardson sabiti A* değerleri sırasıyla, 1.138 eV ve 37.23 Acm-2K-2 olarak elde edildi. Bu değer p-Si için bilinen 32 A K-2cm-2 teorik Richarson sabiti değerine oldukça yakındır. Sonuç olarak, Al/SiO2/p-Si (MIS) yapıların doğru-beslem I-V karakteristiklerinin sıcaklığa bağlılığı, engel yüksekliklerinin TE mekanizması temelinde bir GD ile başarılı bir şekilde açıklanabileceği görüldü. Ayrıca Al/SiO2/p-Si Schottky diyotlarının C-V ve G/w-V karakteristikleri, seri direnç (Rs), arayüzey durum yoğunluğu (Nss) dikkate alınarak 80-400 K sıcaklık ve, ? 8 V voltaj aralığında 1 MHz için incelendi. Deneysel sonuçlardan, seri dirençten dolayı doğru beslem C-V grafiğinin bir pik verdiği ve bu pik pozisyonunun artan sıcaklıkla pozitif voltaja doğru kaymakta olduğu gözlendi. C-V ve G/w-V ölçüm sonuçlarından, Nss ve Rs değerlerinin MYY yapının elektriksel özellikleri üzerinde oldukça etkili olduğu gözlendi. MYY yapının G/w-V eğrilerinde, belirgin bir voltaj değerinde gözlenen kesişme ideal bir MYY davranışa göre beklenmeyen bir durumdur. Buna ilaveten, MYY yapının ters ve doğru beslemde ölçülen yüksek frekans (1 MHz) C ve G/w değerleri, gerçek C ve G/w değerlerini elde etmek için seri direnç etkisi dikkate alınarak düzeltildi.