Si yarıiletkeni üzerine iletken polimer kaplanarak oluşturulmuş schottky diyotların özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Si yarıiletkeni üzerine iletken polimer kullanılarak oluşturulmuş Schottky engel diyotlarının (SBDs) elektriksel karakteristikleri, akım-voltaj (I-V) ve kapasitans-voltaj (C-V) ölçüm metotları kullanılarak incelendi. Bütün ölçümler oda sıcaklığında ve karanlıkta gerçekleştirilmiştir. Metal ile yarıiletken arasında ince bir polimer tabakanın varlığı Metal/yarıiletken Schottky yapılarda önemli rol oynadığı bilinmektedir. İletken polimerlerin elektriksel karakteristikleri, teknolojik öneminden dolayı büyük önem teşkil etmektedir. Bu materyaller (P3HT, MEH-PPV, MDMO-PPV…), organik ledler, transistörler, Schotkky diyotlar, fotovoltaik ve güneş pili gibi yoğun madde fiziği uygulamalarında geniş kullanılmaktadır. Hazırlanan Au/P3HT/n-Si, Al/MEH-PPV/p-Si ve Al/MDMO-PPV/p-Si Schottky kontakların I-V ve C-V ölçümleri oda sıcaklığında alındı. Öncelikle bu diyotların Schottky engel yüksekliği (ФB), idealite faktörü (n), arayüzey durum yoğunlukları (Nss) ve seri direnci (Rs) gibi temel elektriksel parametreleri, deneysel akım-voltaj (I-V) ve kapasitans-voltaj (C-V) ölçümlerinden elde edilmiştir. Oda sıcaklığında Au/P3HT/n-Si diyodunun idealite faktörü değeri (n=3,47) geleneksel Au/n-Si Schottky diyodundan (n=1,18) önemli ölçüde büyük bulunmuştur. Seri direnç (Rs) Cheung fonksiyonları yardımıyla bulunmuştur. Au/P3HT/n-Si diyodun ters beslem C−2–V karakteristiğinden engel yüksekliği 1,26 eV olarak elde edilmiştir. C-V ölçümlerinden bulunan engel yüksekliği değeri I-V ölçümlerinden bulunan engel yüksekliği değerinden daha büyüktür. Bu iki değer arasındaki uyumsuzluk artık kapasite veya engel düzensizliği varlığından kaynaklanmaktadır.

In this study, electrical characteristics of schottky diodes fabricated by coating a conductive polymer on silicon semiconductor have been investigated by using the current-voltage (I-V), and capacitance-voltage (C-V) measurement methods. All measurements were performed at room temperature and in dark. It has been known that a thin interfacial layer plays important role between the metal and semiconductor. Due to the technological importance of electrical characteristics of conducting polymers is of greater interest. These materials (P3HT, MEH-PPV, MDMO-PPV…) can be used in different condensed matter physics applications, such as organic light-emitting diodes, organic field effect transistors, Schottky diodes, photovoltaic and solar cells. I-V and C-V measurements of Au/P3HT/n-Si, Al/MEH-PPV/p-Si and Al/MDMO-PPV/p-Si Schottky structures were obtained at room temperature. Firstly, the Schottky barrier height (ФB), ideality factor (n), interface state densities (Nss) and series resistance (Rs) of these diodes have been obtained from their experimental current-voltage (I-V) and capacitance–voltage (C-V) measurements. The ideality factor (n=3,47) value for the Au/P3HT/n-Si junction at the room temperature are significantly larger than of the conventional Au/n-Si Schottky diode (n=1,18). Series resistance (Rs) of the diode were calculated from Cheung Functions The Barrier height value for diode was extracted from its reverse bias C−2–V characteristic. The barrier height value obtained from the reverse bias C−2–V characteristics has varied with 1,26 eV. The barrier height value obtained from C-V measurement is higher than that of the barrier height value obtained from I-V measurement. The discrepancy between these values is probably due to existence of excess capacitance at the structure or presence of barrier inhomogeneities.