Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 15/2020

22.06.2020

The effect of radiation on the forward and reverse bias current–voltage (IV) characteristics of Au/(Bi4Ti3O12/SiO2)/n-Si (MFIS) structures

verfasst von: S. Dulkadir, H. Uslu Tecimer, F. Parlaktürk, Ş. Altındal, Ö. Karal

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 15/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Determining the radiation effects on the basic electrical parameters of the fabricated high-dielectric MFIS structures, they were exposed to the high-energy 60Co γ-rays. For this purpose, the values of ideality factor (n), barrier height (ΦB) and series resistance (Rs) were extracted from the forward bias IV data before and after irradiation by using various methods such as standard thermionic emission (TE) theory, Cheung’s and Norde functions. Additionally, the energy-dependent profile of surface states Nss was extracted by considering voltage dependence of n, ΦB and Rs and compared each other. Experimental results show that the reverse saturation current (Io), n and Rs values increase with increasing radiation dose, but ΦB decreases. When the value of Rs is considered in the calculation of Nss, they were found to be considerably decreased. The observed low discrepancies between Nss after irradiation show that the use of a high-dielectric ferroelectric interlayer leads to an increase in the resistance of MS to radiation. It is more important to fabricate radiation-resisted electronic device, especially in the satellites due to hard radiation in space. As a result, Nss, Rs and the existence of interlayer are more effectual on the IV characteristics which must be considered in the electrical parameter calculation.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat S.K. Badge, A.V. Deshpande, Solid State Ionics 334, 21 (2019) S.K. Badge, A.V. Deshpande, Solid State Ionics 334, 21 (2019)
2.
Zurück zum Zitat H.G. Çetinkaya, M. Yıldırım, P. Durmus, Ş. Altındal, J. Alloys Compd. 721, 750 (2017) H.G. Çetinkaya, M. Yıldırım, P. Durmus, Ş. Altındal, J. Alloys Compd. 721, 750 (2017)
3.
Zurück zum Zitat S. Sruthi, A. Adarsh, A. Veronica, M. Saideep, S. Dutta, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 4062 (2016) S. Sruthi, A. Adarsh, A. Veronica, M. Saideep, S. Dutta, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 4062 (2016)
4.
Zurück zum Zitat A. Büyükbaş-Ulusan, S. Altındal Yerişkin, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29, 16740 (2018) A. Büyükbaş-Ulusan, S. Altındal Yerişkin, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29, 16740 (2018)
5.
Zurück zum Zitat V. Rajagopal-Reddy, V. Manjunath, V. Jandarhanam, Y.-H. Kill, C.-J. Cho, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 34, 3499 (2014) V. Rajagopal-Reddy, V. Manjunath, V. Jandarhanam, Y.-H. Kill, C.-J. Cho, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 34, 3499 (2014)
6.
Zurück zum Zitat Z.S. Macedo, M.H. Lente, J.A. Eiras, A.C. Hernandes, J. Phys. Condens. Matter 16, 2811 (2004) Z.S. Macedo, M.H. Lente, J.A. Eiras, A.C. Hernandes, J. Phys. Condens. Matter 16, 2811 (2004)
7.
Zurück zum Zitat S.K. Badge, A.V. Deshpande, Ceram. Int. 45, 15307 (2019) S.K. Badge, A.V. Deshpande, Ceram. Int. 45, 15307 (2019)
8.
Zurück zum Zitat P. Durmus, M. Yıldırım, Ş. Altındal, Curr. Appl. Phys. 13, 1630 (2013) P. Durmus, M. Yıldırım, Ş. Altındal, Curr. Appl. Phys. 13, 1630 (2013)
9.
Zurück zum Zitat W. Gao, Y. Zhu, Y. Wang, G. Yuan, J.M. Liu, J. Mater. 6, 1 (2020) W. Gao, Y. Zhu, Y. Wang, G. Yuan, J.M. Liu, J. Mater. 6, 1 (2020)
10.
Zurück zum Zitat Y. Nishi, B. Magyari-Kope (eds.), Advances in Non-volatile Memory and Storage Technology (Woodhead Publishing, Sawston, 2019) Y. Nishi, B. Magyari-Kope (eds.), Advances in Non-volatile Memory and Storage Technology (Woodhead Publishing, Sawston, 2019)
11.
Zurück zum Zitat S. Oh, J. Song, I.K. Yoo, H. Hwang, IEEE Electron. Dev. Lett. 40, 1092 (2019) S. Oh, J. Song, I.K. Yoo, H. Hwang, IEEE Electron. Dev. Lett. 40, 1092 (2019)
12.
Zurück zum Zitat D.K. Sharma, R. Khosla, S.K. Sharma, AIP Conf. Proc. 1661, 1 (2015) D.K. Sharma, R. Khosla, S.K. Sharma, AIP Conf. Proc. 1661, 1 (2015)
13.
Zurück zum Zitat S.O. Tan, H. Tecimer, O. Çiçek, IEEE Electron. Dev. Lett. 64(3), 984 (2017) S.O. Tan, H. Tecimer, O. Çiçek, IEEE Electron. Dev. Lett. 64(3), 984 (2017)
14.
Zurück zum Zitat M. Yıldırım, M. Gökçen, Bull. Mater. Sci. 37, 257–262 (2014) M. Yıldırım, M. Gökçen, Bull. Mater. Sci. 37, 257–262 (2014)
15.
Zurück zum Zitat İ. Taşçıoğlu, S.O. Tan, Ş. Altındal, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 11536 (2019) İ. Taşçıoğlu, S.O. Tan, Ş. Altındal, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 11536 (2019)
16.
Zurück zum Zitat F. Parlaktürk, Ş. Altındal, A. Tataroǧlu, M. Parlak, A. Agasiev, Microelectron. Eng. 85, 81 (2008) F. Parlaktürk, Ş. Altındal, A. Tataroǧlu, M. Parlak, A. Agasiev, Microelectron. Eng. 85, 81 (2008)
18.
Zurück zum Zitat H.G. Çetinkaya, M. Yıldırım, P. Durmuş, Ş. Altındal, J. Alloys Compd. 721, 750 (2017) H.G. Çetinkaya, M. Yıldırım, P. Durmuş, Ş. Altındal, J. Alloys Compd. 721, 750 (2017)
19.
Zurück zum Zitat S.O. Tan, I.E.E.E. Trans, Electron. Dev. 64, 5121 (2017) S.O. Tan, I.E.E.E. Trans, Electron. Dev. 64, 5121 (2017)
20.
Zurück zum Zitat A. Tataroğlu, Chin. Phys. B 22, 068402 (2013) A. Tataroğlu, Chin. Phys. B 22, 068402 (2013)
21.
Zurück zum Zitat D.E. Yıldız, D.H. Apaydın, L. Toppare, A. Cirpan, J. Appl. Polym. Sci. 134(19), 44817 (2017) D.E. Yıldız, D.H. Apaydın, L. Toppare, A. Cirpan, J. Appl. Polym. Sci. 134(19), 44817 (2017)
22.
Zurück zum Zitat D.E. Yildiz, H.H. Gullu, A. Sarilmaz, F. Ozel, A. Kocyigit, M. Yildirim, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31(2), 935 (2020) D.E. Yildiz, H.H. Gullu, A. Sarilmaz, F. Ozel, A. Kocyigit, M. Yildirim, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31(2), 935 (2020)
23.
Zurück zum Zitat F. Yigiterol, H.H. Güllü, Ö. Bayraklı, D.E. Yıldız, J. Electron. Mater. 47(5), 2979 (2018) F. Yigiterol, H.H. Güllü, Ö. Bayraklı, D.E. Yıldız, J. Electron. Mater. 47(5), 2979 (2018)
24.
Zurück zum Zitat S.B.K. Aydın, D.E. Yıldız, H.K. Çavuş, R. Şahingöz, Bull Mater. Sci. 37(7), 1563 (2014) S.B.K. Aydın, D.E. Yıldız, H.K. Çavuş, R. Şahingöz, Bull Mater. Sci. 37(7), 1563 (2014)
25.
Zurück zum Zitat A. Sarilmaz, F. Ozel, A. Karabulut, İ. Orak, M.A. Şahinkaya, Phys. B 580, 411821 (2020) A. Sarilmaz, F. Ozel, A. Karabulut, İ. Orak, M.A. Şahinkaya, Phys. B 580, 411821 (2020)
26.
Zurück zum Zitat O. Sevgili, F. Lafzi, A. Karabulut, İ. Orak, S. Bayındır, Composites B 172, 226 (2019) O. Sevgili, F. Lafzi, A. Karabulut, İ. Orak, S. Bayındır, Composites B 172, 226 (2019)
27.
Zurück zum Zitat C. Aksu-Canbay, A. Tataroğlu, W.A. Farooq, A. Dere, A. Karabulut, M. Atif, A. Hanif, Mater. Sci. Semicond. Process. 107, 104858 (2020) C. Aksu-Canbay, A. Tataroğlu, W.A. Farooq, A. Dere, A. Karabulut, M. Atif, A. Hanif, Mater. Sci. Semicond. Process. 107, 104858 (2020)
28.
Zurück zum Zitat A. Karabulut, A. Sarilmaz, F. Ozel, İ. Orak, M.A. Şahinkaya, Curr. App. Phys. 20, 58 (2020) A. Karabulut, A. Sarilmaz, F. Ozel, İ. Orak, M.A. Şahinkaya, Curr. App. Phys. 20, 58 (2020)
29.
Zurück zum Zitat A. Karabulut, Bull. Mater. Sci. 42, 5 (2019) A. Karabulut, Bull. Mater. Sci. 42, 5 (2019)
30.
Zurück zum Zitat Ş. Altındal, F. Parlaktürk, A. Tataroǧlu, M. Parlak, S.N. Sarmasov, A.A. Agasiev, Vacuum 82, 1246 (2008) Ş. Altındal, F. Parlaktürk, A. Tataroǧlu, M. Parlak, S.N. Sarmasov, A.A. Agasiev, Vacuum 82, 1246 (2008)
31.
Zurück zum Zitat F. Parlaktürk, Doktora Tezi (Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2007), pp. 40–47 F. Parlaktürk, Doktora Tezi (Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2007), pp. 40–47
32.
Zurück zum Zitat T.P. Ma, P.V. Dressendorfer, Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circuits (Wiley, New York, 1989) T.P. Ma, P.V. Dressendorfer, Ionizing Radiation Effects in MOS Devices and Circuits (Wiley, New York, 1989)
33.
Zurück zum Zitat T.P. Ma, Semicond. Sci. Technol. 4, 1061 (1989) T.P. Ma, Semicond. Sci. Technol. 4, 1061 (1989)
34.
Zurück zum Zitat P.S. Winokur, P.S. Winokur, J.M. McGarrity, H.E. Boesch, I.E.E.E. Trans, Nucl. Sci. 23, 1580 (1976) P.S. Winokur, P.S. Winokur, J.M. McGarrity, H.E. Boesch, I.E.E.E. Trans, Nucl. Sci. 23, 1580 (1976)
35.
Zurück zum Zitat E.F. Da Silva, Y. Nishioka, T.P. Ma, IEEE Trans. Nucl. Sci. 34, 1190 (1987) E.F. Da Silva, Y. Nishioka, T.P. Ma, IEEE Trans. Nucl. Sci. 34, 1190 (1987)
36.
Zurück zum Zitat A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, M.M. Bülbül, Nucl. Instrum. Method Phys. Res. A 568(2), 863 (2006) A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, M.M. Bülbül, Nucl. Instrum. Method Phys. Res. A 568(2), 863 (2006)
37.
Zurück zum Zitat A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, Nucl. Inst. Method Phys. Res. B 252(2), 257 (2006) A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, Nucl. Inst. Method Phys. Res. B 252(2), 257 (2006)
38.
Zurück zum Zitat A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 580, 1588 (2007) A. Tataroǧlu, Ş. Altindal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 580, 1588 (2007)
39.
Zurück zum Zitat Ö. Güllü, M. Çankaya, M. Biber, A. Türüt, J. Phys. D. Appl. Phys. 41, 135103 (2008) Ö. Güllü, M. Çankaya, M. Biber, A. Türüt, J. Phys. D. Appl. Phys. 41, 135103 (2008)
40.
Zurück zum Zitat H.U. Tecimer, M.A. Alper, H. Tecimer, S.O. Tan, Ş. Altındal, Polym. Bull. 75, 4257 (2018) H.U. Tecimer, M.A. Alper, H. Tecimer, S.O. Tan, Ş. Altındal, Polym. Bull. 75, 4257 (2018)
41.
Zurück zum Zitat S.J. Fonash, S. Ashok, R. Singh, Appl. Phys. Lett. 39, 423 (1981) S.J. Fonash, S. Ashok, R. Singh, Appl. Phys. Lett. 39, 423 (1981)
42.
Zurück zum Zitat E. Grusell, S. Berg, L.P. Andersson, J. Electrochem. Soc. 127, 1573 (1980) E. Grusell, S. Berg, L.P. Andersson, J. Electrochem. Soc. 127, 1573 (1980)
43.
Zurück zum Zitat Y. Xu, J. Bi, K. Xi, M. Liu, Appl. Phys. Express 12, 061004 (2019) Y. Xu, J. Bi, K. Xi, M. Liu, Appl. Phys. Express 12, 061004 (2019)
44.
Zurück zum Zitat A. Teffahi, D. Hamri, A. Mostefa, A. Saidane, N. Al Saqri, J.F. Felix, M. Henini, Curr. Appl. Phys. 16, 850 (2016) A. Teffahi, D. Hamri, A. Mostefa, A. Saidane, N. Al Saqri, J.F. Felix, M. Henini, Curr. Appl. Phys. 16, 850 (2016)
45.
Zurück zum Zitat S.K. Cheung, N.W. Cheung, Appl. Phys. Lett. 49, 85 (1986) S.K. Cheung, N.W. Cheung, Appl. Phys. Lett. 49, 85 (1986)
46.
Zurück zum Zitat H. Norde, J. Appl. Phys. 50, 5052 (1979) H. Norde, J. Appl. Phys. 50, 5052 (1979)
47.
Zurück zum Zitat M.E. Fırat, M.A. Taştan, Ş. Karataş, Mater. Today Proc. 18, 1946 (2019) M.E. Fırat, M.A. Taştan, Ş. Karataş, Mater. Today Proc. 18, 1946 (2019)
48.
Zurück zum Zitat S. Demirezen, Z. Sönmez, U. Aydemir, S. Altndal, Curr. Appl. Phys. 12, 266 (2012) S. Demirezen, Z. Sönmez, U. Aydemir, S. Altndal, Curr. Appl. Phys. 12, 266 (2012)
49.
Zurück zum Zitat H.C. Card, E.H. Rhoderick, J. Phys. D 4, 319 (1971) H.C. Card, E.H. Rhoderick, J. Phys. D 4, 319 (1971)
50.
Zurück zum Zitat H. Uslu, Ş. Altindal, U. Aydemir, I. Dökme, I.M. Afandiyeva, J. Alloys Compd. 503, 96 (2010) H. Uslu, Ş. Altindal, U. Aydemir, I. Dökme, I.M. Afandiyeva, J. Alloys Compd. 503, 96 (2010)
Metadaten
Titel
The effect of radiation on the forward and reverse bias current–voltage (I–V) characteristics of Au/(Bi4Ti3O12/SiO2)/n-Si (MFIS) structures
verfasst von
S. Dulkadir
H. Uslu Tecimer
F. Parlaktürk
Ş. Altındal
Ö. Karal
Publikationsdatum
22.06.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 15/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03801-0

Weitere Artikel der Ausgabe 15/2020

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 15/2020 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt