ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
Conductivity modulation in cr/cryst.-si ms structure studied through current-voltage and admittance measurements
1Yildiz Technical University, Department of Physics, Esenler-ISTANBUL
Sigma J Eng Nat Sci 2009; 27(4): 236-241
Full Text PDF

Abstract

Temperature dependent a.c. capacitance (C) together with ac conductance(G/ω) under various frequency (ω) and d.c.
current (I) measurements as a function of bias (V) were employed to investigate both majority and minority carrier
injection phenomenon on chromium- p type crystalline silicon (Cr/p-cryst. Si) Schottky diode. This ambipolar transport process behaved differently according to the mentioned techniques: under forward bias, there was a increase
in capacitance towards maximum while majority carrier injection proceed from the back electrode. Meanwhile,
minority carrier injection from front electrode cause to sharp decrease in measured capacitance from peak position,
leading to observation a hump in C-V analysis and followed up tendency due might be interface states and finally end
up with constancy. Moreover, shape and peak position of the hump had both frequency and temperature dependency.
Remarkably, in the bias range where hump observed, space charge limited current (SCLC) was discerned as the
actual enrolled current flow mechanism in I-V measurement, confirming further majority carrier injection. In addition, both dc conductivity and ac conductance behaved similarly. On the other side, reverse current was proportional to square root of reverse bias where constancy of capacitance appeared. These experimental identifications simply imposed the existence of conductivity modulation issue in metal-semiconductor (MS) junction which relies on majority carriers and mostly minority carrier injection is disregarded.


Cr/p-si ms yapisındaki iletkenlik modülasyonunun akım-gerilim ve admittans ölçümleriyle incelenmesi
1
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2009; 4(27): 236-241

Sıcaklığa bağlı faklı frekanslardaki ac sığa ile birlikte ac iletkenlik ve dc akım .l.ümleri, gerilimin fonksiyonu olarak
krom-p tipi silisyum yariletkenden oluşmuş MS yapısında, çoğunluk ve azınlık yük enjeksiyon olgusunu incelemek
üzere kullanıldı. Ambipolar yük taşınması, bahsedilen tekniklere göre farklı davranışlar sergilediği ortaya çıkarıldı;
şöyle ki düz beslemede ölçülen sığa değeri, gerilim ile artarak maksimum noktasına ulaştı. Bu durum, arka elektrotdan çoğunluk yüklerin enjeksiyonu olarak yorumlandı. Aynı zamanda, belirli bir gerilimden sonra, ön elektrotdan sızan azınlık yükleri ise, tepe noktasına ulaşmış sığa değerinin azalması olarak C-V eğrilerinde kendini gösterdi. Sonuçta, düz gerilimin şiddetine göre, artarak bir tepecikten geçen ve sonrasında azalan bir C-V davranışı gözlemlendi. Üstelik, tepeciğin şeklinin ve tepe noktasının frekans ile değiştiği anlaşıldı. Tepeciğe karşılık gelen gerilim aralığında, uzay yük sınırlamalı akım mekanizmasının başat olduğu ölçülen akım –gerilim eğrileri incelerek ortaya konuldu. Dahası, hem dc iletkenliğin hem de ac iletkenliğin benzer davranışlar sergilediği gözlenildi. Öte yandan, ters beslemedeki akım şiddetinin, ters gerilimin karekökü ile orantılı olduğu bulundu. Bu deneyse gözlemler, sıklıkla etkileri ihmal edilen ve çoğunluk yük taşıyıcılarının başat olduğu bilinen MS yapısında azınlık yüklerden kaynaklı iletkenlik modülasyonunun gerçekleştiği savını güçlendirdi.