Sic schottky diyotların üretimi, karakterizasyonu ve sensör uygulamalarının araştırılması
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Schottky diyotlar, 19. yüzyıldan itibaren elektroniğe artan ilgi sayesinde metal - yarı ileteken teknolojisi için vazgeçilmez bir malzeme olmuştur. Özellikle güneş pilleri ve elektrikli araçların hızlı çoğalması bu malzemeye olan ihtiyacı artırmıştır. Bu tezdeki amacımız, Schottky bariyer diyotların yapısını, elektriksel ve gaz algılama özelliklerini incelemektir. Çalışmamızda DC saçtırma (sputter) yöntemiyle farklı metaller hazır satın alınan 4H SiC alttaşın (wafer) üzerine kaplanarak Schottky bariyer diyot üretimi gerçekleştirilmiştir. Omik(ohmic) kontak için bir yüzüne Al kaplanmıştır ve diğer yüzüne ise Ti, Ni, Pt, Ag gibi metaller kaplanarak farklı tipte Schottky bariyer diyotlar üretilmiştir. Al/4H-SiC/Metal (Ti,Ni,Pt,Ag) Schottky bariyer diyotların sıcaklığa bağlı olarak DC ve AC elektriksel özellikleri incelenmiştir ve hidrojen gaz testleri gerçekleştrilmiştir. Aynı zamanda 4H SiC alltaşın yapısal analizleri için SEM, EDX ve AFM görüntüleri alınmıştır. Ölçümler sonucunda elde edilen verilerden çizdiğimiz akım-gerilim (I-V) ve yarı logaritmik I-V grafiklerine baktığımızda 4H SiC-Ti aygıtının simetrik bir Schottky davranış gösteermiştir. Al-4H SiC-Pt aygıtının tek taraflı çalıştığı ve Schottky diyot özellik gösterdiği, Al-4H SiC-Ni aygıtının düşük sıcaklıklarda Schottky diyot gibi davrandığı ve yüksek sıcaklıklara çıkıldığında ise omik davranış gösterdiği ve Al-4H SiC-Ag aygıtınında tüm sıcaklıklarda Schottky diyot davranışı gösterdiği anlaşılmıştır. Ayrıca SiC Schottky diyotların hidrojen gaz ölçümleri yapılarak elde edilen veriler tartışılmıştır. Al-4H SiC-Ni aygıtının hidrojen algılama özelliği incelendiğinde %1 hidrojen konsantrasyonu altında çok yüksek olmayan bir sensör davranışı gösterdi.
Schottky diodes have become an indispensable material for metal-semiconductor technology, thanks to the increasing interest in electronics since the 19th century. The rapid proliferation of solar cells and electric vehicles, in particular, has increased the demand for this material. Our aim in this thesis is to investigate the structure, electrical, and gas-sensing properties of Schottky barrier diodes. In our study, Schottky barrier diodes were produced by coating various metals onto a commercially available 4H SiC wafer using the DC sputtering method. Al was coated on one side for ohmic contact, and metals such as Ti, Ni, Pt, and Ag were coated on the other side to produce different types of Schottky barrier diodes. The DC and AC electrical properties of Al/4H-SiC/Metal (Ti, Ni, Pt, Ag) Schottky barrier diodes were investigated depending on temperature, and hydrogen gas tests were conducted. SEM, EDX, and AFM images were also taken for structural analysis of the 4H SiC wafer. When we examined the current-voltage (I-V) and semi-logarithmic I-V graphs drawn from the measurement data, we observed that the 4H SiC-Ti device exhibited symmetrical Schottky behavior. It was understood that the Al-4H SiC-Pt device operated unilaterally and exhibited Schottky diode properties; the Al-4H SiC-Ni device behaved like a Schottky diode at low temperatures and exhibited ohmic behavior at high temperatures; and the Al-4H SiC-Ag device exhibited Schottky diode behavior at all temperatures. Furthermore, data obtained from hydrogen gas measurements of SiC Schottky diodes were discussed. When the hydrogen sensing properties of the Al-4H SiC-Ni device were examined, it showed a sensor behavior that was not very high at 1% hydrogen concentration.
Schottky diodes have become an indispensable material for metal-semiconductor technology, thanks to the increasing interest in electronics since the 19th century. The rapid proliferation of solar cells and electric vehicles, in particular, has increased the demand for this material. Our aim in this thesis is to investigate the structure, electrical, and gas-sensing properties of Schottky barrier diodes. In our study, Schottky barrier diodes were produced by coating various metals onto a commercially available 4H SiC wafer using the DC sputtering method. Al was coated on one side for ohmic contact, and metals such as Ti, Ni, Pt, and Ag were coated on the other side to produce different types of Schottky barrier diodes. The DC and AC electrical properties of Al/4H-SiC/Metal (Ti, Ni, Pt, Ag) Schottky barrier diodes were investigated depending on temperature, and hydrogen gas tests were conducted. SEM, EDX, and AFM images were also taken for structural analysis of the 4H SiC wafer. When we examined the current-voltage (I-V) and semi-logarithmic I-V graphs drawn from the measurement data, we observed that the 4H SiC-Ti device exhibited symmetrical Schottky behavior. It was understood that the Al-4H SiC-Pt device operated unilaterally and exhibited Schottky diode properties; the Al-4H SiC-Ni device behaved like a Schottky diode at low temperatures and exhibited ohmic behavior at high temperatures; and the Al-4H SiC-Ag device exhibited Schottky diode behavior at all temperatures. Furthermore, data obtained from hydrogen gas measurements of SiC Schottky diodes were discussed. When the hydrogen sensing properties of the Al-4H SiC-Ni device were examined, it showed a sensor behavior that was not very high at 1% hydrogen concentration.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
