Metal-yalıtkan-yarıiletken (Al/SiO2/p-Si) yapıların elektrik ve dielektrik özelliklerinin frekans ve potansiyele bağlı incelenmesi

MBu çalışmada farklı yük arayüzey durumları, onların durulma zamanının ve oksit (SiO2) arayüzey kalınlığının elektriksel karekteristikler üzerine etkisinin daha iyi anlaşılabilmesi için, metal-yalıtkan-yarıiletken(Al/SiO2/p-Si) yapılar, A (50 Å) ve B (826 Å) olarak isimlendirilen iki farklı kalınlıkta üretildi. Arayüzey durumları (Nss) ve onların durulma zamanı (?) ve bu yapıların yakalama tesir kesitleri (?p) enerjinin fonksiyonu olarak admittans spektroskopi metodu kullanılarak (kapasitans voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/?-V)) araştırıldı. Bu numunelerin C-V ve G/?-V karekteristiklerinin frekans bağımlılığı, seri direnç (Rs) etkisi dikkate alınarak , 1kHz-1MHz gibi geniş frekans aralığında araştırıldı. Özellikle düşük frekanslarda kapasitanstaki artış, Si/SiO2 arayüzeyinde arayüzey durumlarının varlığına atfedildi. Nss, ? ve ?p değerleri sırasıyla A numunesinde 9,55x1013 - 5,82x1013 eV-1cm-2, 6,31x10-6 - 1,58x10-6 s ve 3,55x10-21 den 1,27x10-15cm2 arasında değişirken B numunesinde ise 4,29x1013 - 3,36x1012 eV-1cm-2, 6,31x10-6 -1,58x10-6 s ve 6,65x10-21 - 6,69x10-15 cm2 arasında değişmektedir. Bu da gösteriyor ki metal/yarıiletken arayüzeyindeki yalıtkan tabaka yüzey durumlarını oldukça azaltmaktadır. Ayrıca Al/SiO2/p-Si (MOS) yapıların dielektrik sabitlerinin (?' ve ?'') ve elektrik modüllerinin (M'veM'') gerçel ve sanal kısımlarının, kayıp tanjant (tan?) ve ac elektrik iletkenliğinin (?ac) frekansa ve voltaja bağlılığı; 1kHz-1MHz frekans aralığında ve oda sıcaklığında admittans spektroskopi metodu kullanılarak araştırıldı. ?', ?'', tan?, M', M'' ve ?ac değerleri frekansın ve tüketim bölgesi kapasitansı (C) ve kondüktansındaki (G/?) ön gerilimin kuvvetli bir fonksiyonu olduğu bulundu. Deneysel sonuçlar, düşük frekanslarda arayüzey polarizasyonu kolay olduğu için MOS yapının ?', ?'', tan?, M', M'' ve ?ac değerlerinde dispersiyona yol açar. Dielektrik özelliklerdeki dispersiyon, uzay yük taşıyıcıları ve arayüzey oksit tabakanın süreksizliği ile birlikte, Si/SiO2 arayüzeyinde arayüzey durumlarının özel bir yoğunluk katkısı olarak nitelenebilir. Buna ilaveten ac iletkenlik değeri artan frekansla artmaktadır. Bu durum sıçramalı tip iletim mekanizması olarak nitelenebilir.Anahtar kelimeler : Ara yüzey durumları, durulma zamanı, yakalama tesir kesidi, admittans metodu, yalıtkan tabaka, dielektrik özellikler , elektrik modülleri , iletkenlik.