Electrical Characterization of ZnO (Al) / p-Si Heterojunctions Fabricated by SolGel Method

Abstract

Özet: Bu çalışmada, p-tipi Silisyum (p-Si) üzerine katkısız Çinko Oksit (ZnO) ve %2 Alüminyum katkılı çinko oksit (AZO) kaplanarak oluşturulan heteroeklemlerin elektriksel özellikleri incelenmiştir. ZnO ve AZO nanoparçacıklar Sol-Jel yöntemi ile sentezlenmiş ve ZnO/p-Si, AZO/p-Si heteroeklemleri döndürme kaplama tekniği ile oluşturulmuştur. Kaplama sonrası örneklere 450 o C'de 30 dk termal tavlama işlemi uygulanmıştır. 10K-300K aralığında alınan Akım-Voltaj (I-V) ve Kapasitans-Voltaj (C-V) ölçümleri örneklerin çok düşük sızıntı akımına sahip diyot davranışı sergilediğini göstermektedir. C-V ölçüm sonuçlarından diyotların kontak potansiyeli (built-in potential, Vbi) ve taşıyıcı konsantrasyonları (Nd) hesaplandı. Derin seviye geçiş spektroskopisi (DLTS) tekniği ile arınma bölgesi civarında bulunan tuzak seviyeleri araştırılmıştır. Her iki örnekte de elektron tuzaklarının varlığı tespit edilmiştir.Abstract: In this work, the electrical properties of heterojunctions formed by coating of undoped Zinc Oxide (ZnO) and 2% Aluminum doped zinc oxid (AZO) on p-type silicon (p-Si) were investigated. ZnO and AZO nanoparticles were synthesized by Sol-Gel method and ZnO / p-Si, ZnO (Al) / p-Si heterojunctions were formed by spin coating technique. After the coating, the samples were thermally annealed at 450 o C for 30 minutes. Current-Voltage (I-V) and Capacitance-Voltage (C-V) measurements taken at 10K-300K show that the samples exhibit diode behavior with very low leakage current. Built-in potential (Vbi) and carrier concentrations (Nd) of diodes were calculated from C-V measurement results. Deep level transition spectroscopy (DLTS) technique was used to investigate trap levels around the depletion region. The presence of electron traps in both samples was determined.