Production of P-Nio N-Gaas Heterojunction Structures by Thermal Evaporation Method and Their Characterization

Abstract

Bu çalışmada, 7.3 x 1015 cm-3 taşıyıcı konsantrasyonuna sahip, 100 doğrultusunda büyütülmüş, 350 µm kalınlığında, Si katkılı n-GaAs kristali kullanıldı. % 99,9 saflıktaki nikel (II) oksit nano tozunu termal buharlaştırma yöntemi ile n-GaAs kristalin üzerine kaplayarak p-NiO/n-GaAs kontakları üretildi. Üretilen kontakların elektriksel ve optiksel özellikleri araştırıldı. Üretilen p-NiO ince filmlerin optiksel ve yapısal özellikleri UV-Vis, EDX ve XRD spektrofotometre teknikleri ile incelendi. p-NiO/n-GaAs diyotların akım-voltaj (I-V) ölçümleri oda sıcaklığında, karanlıkta ve güneş simulatörü altında alındı. Üretilen numunelerin kapasite-voltaj (C-V) ölçümleri oda sıcaklığında ve karanlıkta alındı. Üretilen kontakların idealite faktörü (n), engel yüksekliği (Φb) ve seri direnç (RS) gibi karakteristik diyot parametreleri belirlendi. Bu parametreler Cheung fonksiyonları ile hesaplandı ve I-V den elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Bununla birlikte üretilen diyotlar 250 ℃ tavlandı ve termal tavlamanın diyot paramettreleri üzerine etkisi araştırıldı. Elde edilen sonuçlar literatürdeki değerlerle karşılaştırlmış ve termal tavlamanın diyot parametrelerine önemli ölçüde etkidiği görülmüştür. Anahtar kelimeler: Doğrultma faktörü, NiO ince filmi, p-NiO/n-GaAs, Tavlama, Termal buharlaştırma

In this study, Si-doped n-GaAs crystal with a carrier concentration of 7.3 x 1015 cm-3, growed in the 100 direction, and 350 µm thick, was used. p-NiO/n-GaAs contacts were produced by coating 99.9% pure nickel (II) oxide nano powder onto the n-GaAs crystal by thermal evaporation method. The electrical and optical properties of the produced contacts were investigated. The optical and structural properties of the produced p-NiO thin films were examined by UV-Vis, EDX and XRD spectrophotometer techniques. Current-voltage (I-V) measurements of p-NiO/n-GaAs diodes were taken at room temperature, in the dark and under a solar simulator. The capacitance-voltage (C-V) measurements of the produced samples were taken at room temperature and in the dark. Characteristic diode parameters such as ideality factor (n), barrier height (Φb) and series resistance (RS) of the produced contacts were determined. These parameters were calculated by Cheung functions and compared with the results obtained from I-V. However, the produced diodes were annealed at 250 C and the effect of thermal annealing on diode parameters was investigated. The results obtained were compared with the values in the literature and it was seen that thermal annealing significantly affects the diode parameters. Keywords: Annealing, NiO thin film, p-NiO/n-GaAs, Rectification factor, Thermal evaporation