Fonksiyonel organik arayüzeyin hibrit aygıtın mikroelekronik özelliklerine etkisi

Abstract

Organik elektronik uygulamalarındaki kritik rolleri nedeniyle fonksiyonel organik bileşenli metal/n-Si aygıtların mikrolelektronik parametrelerinin modifikasyonu son dönemde çok dikkat çekmiştir. Bu çalışmada, Pd/n-Si kontağının elektriksel parametreleri ve hibrit yapısı, optoelektronik cihaz uygulamalarında potansiyel kullanımı nedeniyle araştırılmıştır. Bu çalışmada hibrit yapıyı oluşturmak için alt-üst kontakların üretiminde termal buharlaştırma, arayüzey için dönel kaplama yöntemleri kullanılmıştır. Omik kontak üretiminde yüksek saflıkta Au metali temizleme procedürüne (RCA) göre temizlenen n-Si alttaş üzerine ısısal buharlaştırma ile kaplanıp, azot gazı altında 470 ºC 15 d kuartz fırında tavlanmıştır. Daha sonra, yarı iletken diğer yüzeyine fenol kırmızısı (FK) solusyonu organik ara katman olarak dönel kaplama yardımıyla deposit edilmiştir. Ardından FK arayüzeyin üstüne maske yardımıyla yüksek saflıktaki Pd metali buharlaştırılarak üst kontak fabrikasyonu yapılmıştır. Aygıtların oda sıcaklığında akım-gerilim (I-V) ve kapasitans-gerilim (C-V) ölçümleri kullanılarak mikroelektronik parametreleri belirlenmiştir. Parametrelerin hesaplanmasında Termiyonik emisyon teori, Norde metodu ve Cheungs yöntemi kullanılmıştır. 750 kHz frekans altında alınan C-V ölçümleri yardımıyla aygıtın built-in potansiyeli (Vbi), donör konsantrasyonu (Nd), etkin fermi seviyesi (Ef) ve engel yüksekliği (ϕb) parametreleri hesaplanmıştır. Deney sonuçları üretilen hibrit yapının engel yüksekliğinin önemli ölçüde değiştiğini rapor edilmiştir. Kullanılan fonksiyonel arayüzey katmanın varlığı sayesinde aygıtın mikroelektronik parametrelerinin ve performansının değiştirilebilir/kontrol edilebilir olduğu doğrulanmıştır. Hazırlanan fenol kırmızısı ara katmanlı hibrit cihazın iyileştirilebilir/modifiye edilebilir performansı sayesinde Pd/FK/n-Si/Au üretilen aygıt, özellikle hızla gelişen organik malzeme tabanlı mikrooelektronik aygıt uygulamaları için güçlü bir aday olabilirliği rapor edilmiştir.