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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2018

13.11.2017

On the anomalous peak and negative capacitance in the capacitance–voltage (C–V) plots of Al/(%7 Zn-PVA)/p-Si (MPS) structure

verfasst von: E. E. Tanrıkulu, S. Demirezen, Ş. Altındal, İ. Uslu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 4/2018

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Abstract

The frequency and voltage dependence of the capacitance–voltage (C–V) and conductance–voltage (G/ω–V) characteristics of the Al/(%7 Zn-doped PVA)/p-Si (MPS) structure were investigated in the wide range of frequency and voltage. Frequency and voltage dependence of C and G/ω shows that these parameters are functions of frequency and voltage. The C–V plot has an anomalous peak and an intersection/crossing point around 1.4 V after which C becomes negative. This negative capacitance (NC) phenomena was attributed to the surface states (Nss), series resistance (Rs) and minority carrier injection. The intensity of NC decreases with increasing frequency and the minimum value of C corresponds to the maximum value of G/ω at strong accumulation region. Whereas the C–V plots have only one peak at low frequencies, they have two peaks at high frequencies due to the special density distribution of Nss and their relaxation time. In addition, the changes in the C and G/ω were attributed to the increase in the polarization and the increased number of carriers in the structure. Impedance method was used for calculation of Rs whereas Nss was obtained using two methods; (i) the high–low frequency capacitance and (ii) Hill-Coleman method as a function of voltage and frequency, respectively. The Fermi energy level (EF), the concentration of doping acceptor atoms (NA) and barrier height (ΦB) values were obtained from reverse bias C−2 vs V plots for each frequency.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Yıldırım, M. Gökçen, Mater. Sci. Semicond. Process. 15, 406 (2012)CrossRef M. Yıldırım, M. Gökçen, Mater. Sci. Semicond. Process. 15, 406 (2012)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Ç.Ş. Güçlü, A.F. Özdemir, Ş. Altındal, Appl. Phys. A 122, 1032 (2016)CrossRef Ç.Ş. Güçlü, A.F. Özdemir, Ş. Altındal, Appl. Phys. A 122, 1032 (2016)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat V. Rajagopal Reddy, V. Manjunath, V. Janardhanam, Y.-H. Kil, C.-J. Choi, J. Electron. Mater. 43, 3499 (2014)CrossRef V. Rajagopal Reddy, V. Manjunath, V. Janardhanam, Y.-H. Kil, C.-J. Choi, J. Electron. Mater. 43, 3499 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Ş. Altındal, F. Parlaktürk, A. Tataroğlu, M. Parlak, S.N. Sarmasov, A.A. Agasiev, Vacuum 82, 1246 (2008)CrossRef Ş. Altındal, F. Parlaktürk, A. Tataroğlu, M. Parlak, S.N. Sarmasov, A.A. Agasiev, Vacuum 82, 1246 (2008)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat S.O. Tan, H. Uslu Tecimer, O. Çiçek, H. Tecimer, İ. Orak, Ş. Altındal, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 8340 (2016) S.O. Tan, H. Uslu Tecimer, O. Çiçek, H. Tecimer, İ. Orak, Ş. Altındal, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 8340 (2016)
6.
Zurück zum Zitat G. Ersöz, İ. Yücedağ, Y. Azizian-Kalandaragh, İ. Orak, Ş. Altındal, IEEE Trans. Electron Devices 63, 2948 (2016)CrossRef G. Ersöz, İ. Yücedağ, Y. Azizian-Kalandaragh, İ. Orak, Ş. Altındal, IEEE Trans. Electron Devices 63, 2948 (2016)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Ç. Bilkan, Y. Azizian-Kalandaragh, Ş. Altındal, R. Shokrani-Havigh, Physica B 500, 154 (2016)CrossRef Ç. Bilkan, Y. Azizian-Kalandaragh, Ş. Altındal, R. Shokrani-Havigh, Physica B 500, 154 (2016)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, S. Demirezen, Indian J. Phys. 91, 421 (2017)CrossRef S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, S. Demirezen, Indian J. Phys. 91, 421 (2017)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, A. Tataroğlu, J. Appl. Polym. Sci. 133, 43927 (2016) S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, A. Tataroğlu, J. Appl. Polym. Sci. 133, 43927 (2016)
10.
Zurück zum Zitat O. Çiçek, H. Uslu Tecimer, S.O. Tan, H. Tecimer, Ş. Altındal, İ. Uslu, Compos. Part B 98, 260 (2016)CrossRef O. Çiçek, H. Uslu Tecimer, S.O. Tan, H. Tecimer, Ş. Altındal, İ. Uslu, Compos. Part B 98, 260 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat H.G. Çetinkaya, S. Alialy, Ş. Altındal, A. Kaya, İ. Uslu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 3186 (2015) H.G. Çetinkaya, S. Alialy, Ş. Altındal, A. Kaya, İ. Uslu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 3186 (2015)
13.
Zurück zum Zitat A. Kaya, E. Marıl, Ş. Altındal, İ. Uslu, Microelectron. Eng. 149, 166 (2016)CrossRef A. Kaya, E. Marıl, Ş. Altındal, İ. Uslu, Microelectron. Eng. 149, 166 (2016)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd edn. (Willey, New York, 1981) S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd edn. (Willey, New York, 1981)
15.
Zurück zum Zitat E.H. Nicollian, J.R. Brews, Metal Oxide Semiconductor (MOS) Physics and Technology. (Wiley, New York, 1982) E.H. Nicollian, J.R. Brews, Metal Oxide Semiconductor (MOS) Physics and Technology. (Wiley, New York, 1982)
16.
Zurück zum Zitat B. Bati, Ç. Nuhoğlu, M. Sağlam, E. Ayyıldız, A. Türüt, Phys. Scr. 61, 209 (2000)CrossRef B. Bati, Ç. Nuhoğlu, M. Sağlam, E. Ayyıldız, A. Türüt, Phys. Scr. 61, 209 (2000)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat İ. Yücedağ, Ş. Altındal, A. Tataroğlu, Microelectron. Eng. 84, 180 (2007)CrossRef İ. Yücedağ, Ş. Altındal, A. Tataroğlu, Microelectron. Eng. 84, 180 (2007)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat H. Saghrouni, S. Jomni, W. Belgacem, N. Elghoul, L. Beji, Mater. Sci. Semicond. Process. 29, 307 (2015)CrossRef H. Saghrouni, S. Jomni, W. Belgacem, N. Elghoul, L. Beji, Mater. Sci. Semicond. Process. 29, 307 (2015)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Ç. Bilkan, A. Gümüş, Ş. Altındal, Mater. Sci. Semicond. Process. 39, 484 (2015)CrossRef Ç. Bilkan, A. Gümüş, Ş. Altındal, Mater. Sci. Semicond. Process. 39, 484 (2015)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat E. Arslan, Y. Şafak, Ş. Altındal, Ö. Kelekçi, E. Özbay, J. Non-Cryst. Solids 356, 1006 (2010)CrossRef E. Arslan, Y. Şafak, Ş. Altındal, Ö. Kelekçi, E. Özbay, J. Non-Cryst. Solids 356, 1006 (2010)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat C.Y. Zhu, L.F. Feng, C.D. Wang, H.X. Cong, G.Y. Zhang, Z.J. Yang, Z.Z. Chen, Solid State Electron. 53, 324 (2009)CrossRef C.Y. Zhu, L.F. Feng, C.D. Wang, H.X. Cong, G.Y. Zhang, Z.J. Yang, Z.Z. Chen, Solid State Electron. 53, 324 (2009)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte, A. Pitarch, H.J. Bolink, Chem. Phys. Lett. 422, 184 (2006)CrossRef J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte, A. Pitarch, H.J. Bolink, Chem. Phys. Lett. 422, 184 (2006)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M. Ershov, H.C. Liu, M. Buchanan, Z.R. Wasilevski, A.K. Jonsher, IEEE Trans. Electron Devices 45, 2196 (1998)CrossRef M. Ershov, H.C. Liu, M. Buchanan, Z.R. Wasilevski, A.K. Jonsher, IEEE Trans. Electron Devices 45, 2196 (1998)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat B.K. Jones, J. Santana, M. McPherson, Solid State Commun. 107, 47–50 (1998)CrossRef B.K. Jones, J. Santana, M. McPherson, Solid State Commun. 107, 47–50 (1998)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat E. Ehrenfreund, C. Lungenschmined, G. Dennler, H. Neugebauer, N.S. Sarıçiftci, App. Phys. Lett. 91, 012112 (2007)CrossRef E. Ehrenfreund, C. Lungenschmined, G. Dennler, H. Neugebauer, N.S. Sarıçiftci, App. Phys. Lett. 91, 012112 (2007)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat J. Werner, A.F.J. Levi, R.T. Tung, M. Anzlowar, M. Pinto, Phys. Rev. Lett. 60, 53 (1988)CrossRef J. Werner, A.F.J. Levi, R.T. Tung, M. Anzlowar, M. Pinto, Phys. Rev. Lett. 60, 53 (1988)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat A.G.U. Perera, W.Z. Shen, M. Ershov, H.C. Lui, M. Buchanan, W.J. Schaff, Appl. Phys. Lett. 74, 3167 (1999)CrossRef A.G.U. Perera, W.Z. Shen, M. Ershov, H.C. Lui, M. Buchanan, W.J. Schaff, Appl. Phys. Lett. 74, 3167 (1999)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat E.E. Tanrıkulu, S. Demirezen, Ş. Altındal, İ. Uslu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 8844 (2017) E.E. Tanrıkulu, S. Demirezen, Ş. Altındal, İ. Uslu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 8844 (2017)
31.
Zurück zum Zitat R. Ramaseshan, S. Sundarrajan, R. Jose, S. Ramakrishna, J. Appl. Phys. 102, 111101 (2007)CrossRef R. Ramaseshan, S. Sundarrajan, R. Jose, S. Ramakrishna, J. Appl. Phys. 102, 111101 (2007)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat H. Tecimer, A. Türüt, H. Uslu, Ş. Altındal, İ. Uslu, Sens. Actuators A 199, 194 (2013)CrossRef H. Tecimer, A. Türüt, H. Uslu, Ş. Altındal, İ. Uslu, Sens. Actuators A 199, 194 (2013)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat P.S. Ho, E.S. Yang, H.L. Evans, X. Wu, Phys. Rev. Lett. 56, 177 (1986)CrossRef P.S. Ho, E.S. Yang, H.L. Evans, X. Wu, Phys. Rev. Lett. 56, 177 (1986)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat P. Chattopadhyay, B. Raychaudhuri, Solid State Electron. 35, 875 (1992)CrossRef P. Chattopadhyay, B. Raychaudhuri, Solid State Electron. 35, 875 (1992)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat E.E. Tanrıkulu, D.E. Yıldız, A. Günen, Ş. Altındal, Phys. Scr. 90, 095801 (2015)CrossRef E.E. Tanrıkulu, D.E. Yıldız, A. Günen, Ş. Altındal, Phys. Scr. 90, 095801 (2015)CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat F. Parlaktürk, Ş. Altındal, A. Tataroğlu, M. Parlak, A. Agasiev, Microelectron. Eng. 85, 81 (2008)CrossRef F. Parlaktürk, Ş. Altındal, A. Tataroğlu, M. Parlak, A. Agasiev, Microelectron. Eng. 85, 81 (2008)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, Mater. Sci. Semicond. Process. 33, 140 (2015)CrossRef S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, Mater. Sci. Semicond. Process. 33, 140 (2015)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, İ. Orak, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 7819 (2017) S. Altındal Yerişkin, M. Balbaşı, İ. Orak, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 7819 (2017)
42.
Zurück zum Zitat S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, İ. Uslu, Polym. Bull. 74, 3765 (2017)CrossRef S. Demirezen, A. Kaya, Ö. Vural, Ş. Altındal, İ. Uslu, Polym. Bull. 74, 3765 (2017)CrossRef
Metadaten
Titel
On the anomalous peak and negative capacitance in the capacitance–voltage (C–V) plots of Al/(%7 Zn-PVA)/p-Si (MPS) structure
verfasst von
E. E. Tanrıkulu
S. Demirezen
Ş. Altındal
İ. Uslu
Publikationsdatum
13.11.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 4/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-8219-1

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