Değişik gerilim uygulayarak elde edilen Si/anodik oksit/Al yapılarının arayüzey durum yoğunluklarının araştırılması çalışmaları

Abstract

Bu çalışmada, (100) yönlü p-tipi ve özdirenci 14-26 Q.cm olan silisyum tek kristali kullanıldı. Bu kristalden dört örnek (a,b,c,d) hazırlandı. Kristallerin parlatılmış yüzü sabit gerilim koşulları altında anodik oksidasyon yöntemi ile oksitlendi. Anodik oksidasyon işleminde 1:1 hacimde sulandırılmış sodyum dihidrojen ortofosfat (NaHaPCU.2H2O) ile dietilen glikol (C4H10O3) karışımından elde edilen çözelti kullanıldı. Anodik oksidasyon işlemi sırasında ampermetre yardımıyla 30 saniyede bir yarıiletken üzerinden geçen akım değeri okundu. Akım- Zaman grafikleri çizildi. Oksitlemiş örnekler vakum sistemi ve buharlaştırma odası kullanılarak yaklaşık 10-5 mbar'lık basınç koşulu altında alüminyum kaplandı. İmal edilen Al/anodik oksit/p-Si yapılarının oda sıcaklığında kapasite- gerilim değerleri ölçüldü ve ilgili grafikler çizildi, d örneğini 300°C'de 5 dakika tavlanmaya bırakıldı. Tavlanmış örneğin kapasite-gerilim değerleri ölçülerek ilgili grafiği çizildi. İdeal kapasite-gerilim eğrileri herbir örnek için çizildi ve deneysel eğri ile karşılaştırıldı. Bu iki eğri arasındaki sapmadan yararlanarak arayüzey durumları incelendi. Düz bantta kapasite- gerilim eğrisinin ideal kapasite-gerilim eğrisinden gerilim kayması (AVfb), kapasite-gerilim eğrisinde ideal kapasite-gerilim eğrisinden bant ortası kayması (AVmg) ve düz banttaki histeresisin gerilimII genişliği (AVhisfb) hesaplandı. Ayrıca oksit Kalınlığı (dox), oksit yük yoğunluğu (AQ0X), arayüzey yük yoğunluğu (AQss), toplam etkin yük yoğunluğu (AQeff) ve histeresisin düz banttaki yük yoğunluğu (AQhisfb) hesaplandı. Sonuç olarak a,b,d ve ışıl işlemli d örneklerinden elde edilen Al / anodik oksit/p-Si yapıları, iyonik histeresiz gösterirken c örneği elektronik histeresiz göstermiştir.

In this study, (100) oriented, p-type and and resistivity of 14-26 O.cm of sngle crystal of silicon was used. Four samples (a,b,c,d) were prepar from this crystal. The polished faces of the cristals were oxidized by way ofanodic oxidation under constant voltage conditions. The solution which was prepared with the mixed of 1:1 (v/v) aqueous sodiumdihydrogen orthophosphate (NahfePC^.2H2O) and diethilen glicol (C4H10O3) was used in the anodic oxidation procedure. During the anodic oxidation precedure, the current value over the semiconductor was measured for every 30 seconds. The current values were ploted versus time.The oxidized samples were coated with aluminium in the vacuum chamber system under the pressure of 10"5 mbar. The capacity-voltage values of the Al/ anodic oxide /p-Si structures were measured at room temperature and plotted. Then, sample d was annealed at temperature for 5 mins. and capacity-voltage values were measured and plotted. Ideal capacity-voltage curves were plotted for each samples and they were compared with the experimantal curves. The surface states of the samples were investigated by using the differences between the ideal and experimantal curves. The voltage shift from flat band capacity-voltage curve (AVfb), the voltage shift from mid-gap (AVmg) and flad band hysteresis voltage width (AVhİsfb) were measured. At the same time, oxide Thicknes (dox), charge density of the oxide (AQ0x), surface state charge density (AQss), total effective charge density (AQetf) and flat band hysteresis of the charge density (AQhjsfb) were calculated.As a result, Al/ anodic oxide /p-Si structures obtained from the samles a, b, d and heat treated d showed ionic hysteresis while c-sample showed electronic hysteresis.