Al/SiO2/p-Si (MIS) TİPİ FOTO DİYOTLARIN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

ÖZET

Bu çalışmada, hazırlanan Al/SiO2/p-Si (MIS) tipi foto diyotların elektriksel ve foto diyot karakteristikleri oda sıcaklığında incelendi. Al/SiO2/p-Si (MIS) tipi foto diyotun akım-voltaj (I-V) ölçümleri, karanlık ve 50 mW/cm2 ışık şiddeti için -3 V ile + 3 V aralığında 50 mV’ luk adımlarla, kapasitans-voltaj (C-V) ölçümleri ise -4 V ile +4 V aralığında 0.1 V’ luk adımlarla 1 MHz frekansta gerçekleştirildi. I-V ölçümleri kullanılarak sıfır-beslem potansiyel engel yüksekliği (ФBo), idealite faktörü (n), ters doyum akımı (Io), seri direnç (Rs) ve kısa devre direnci (Rsh) gibi foto diyota ait temel elektriksel parametreler elde edildi. Ayrıca foto diyotun C-V ölçümleri kullanılarak da diyotun difüzyon potansiyeli (VD), Fermi enerji seviyesi (EF), tüketim tabakasının kalınlığı (WD), katkılanan alıcı atomlarının yoğunluğu (NA) ve potansiyel engel yüksekliği (B) gibi temel elektriksel parametreleri elde edildi. Ek olarak arayüzey tabakasının (SiO2) ve yapının direncinin elektriksel parametreler üzerinde etkisi

araştırıldı. Elde edilen sonuçlar hazırlanan Al/SiO2/p-Si (MIS) tipi foto diyotların optoelektronik uygulamalarda optik sensör veya fotodiyot olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

ABSTRACT

In this study, electrical and photo diode characteristics of Al/SiO2/p-Si (MIS) type photo diodes were examined at room temperature. Current-voltage (I-V) and capacitance-voltage measurements of Al/SiO2/p-Si (MIS) type photo diode, respectively, were carried out in the range of -3 V to + 3 V in 50 mV steps and -4 V to +4 V in 0.1 mV steps at 1 MHz for dark and 50 mW/cm2 light intensity. The electrical parameters of photo diode such as zero-bias barrier height (Bo), ideality factor (n), reverse saturation current (Io), series resistance (Rs) and shunt resistance (Rsh) were obtained from the I-V measurements. In addition, using the C-V measurements of the photo diode, basic electrical parameters such as the diffusion potential (VD), the Fermi energy level (EF), depletion layer width (WD), carrier doping density of acceptors (NA) and the potential barrier height (B) were obtained. In addition, the effect of the interface layer (SiO2) and the resistance of the structure on electrical parameters were

investigated. The obtained results showed that the prepared Al/SiO2/p-Si (MIS) type photo diodes can be used as optic sensors or photodiodes in optoelectronic applications.