AKÜ FEMÜBİD 15 (2015)021101 (1-9) AKU J. Sci. Eng. 15 (2015) 021101 (1-9) DOI: 10.5578/fmbd.9657 Araştırma Makalesi / Research Article The Effect of Interface States and Series Resistance on Current-Voltage Characteristics in (MIS) Schottky Diodes Sedat Zeyrek Dumlupınar Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 43120 Kütahya. e-posta: sedat.zeyrek@dpu.edu.tr Geliş Tarihi:05.02.2015; Kabul Tarihi:13.05.2015 Keywords MIS Schottky Diode; Series Resistance; Ideality Factor; Interface States; Nitride Passivation Abstract The current-voltage (I-V) characteristics of metal-insulator-semiconductor (MIS) Al/Si 3 N 4 /p-Si Schottky barrier diodes (SBDs) were measured at room temperature. Al/Si 3 N 4 /p-Si structure has been fabricated by the electrochemical anodization method. The surface of p-type Si was passivated by nitridation process. Effects series resistance R s , interfacial layer and interface states density (N ss ) on I-V characteristics were investigated. Al/Si 3 N 4 /p-Si (MIS) Schottky barrier diodes showed that rectifying behavior with an ideality factor value of 6.17 and barrier height value of 0.714 eV obeys a metal- interfacial layer – semiconductor (MIS) structure rather than an ideal Schottky diode due to the existence of Si 3 N 4 at the Al/p-Si interfacial layer. The values of series resistance ( R s ) were determined using Cheung’s method. In addition, interface states density ( N ss ) as a function of (E ss -E v ) was extracted from the bias I-V measurements with and without taking into account the series resistance. The I-V characteristics confirmed that the distribution of N ss , R s and interfacial insulator layer are important parameters that influence the electrical characteristics of MIS Schottky diodes. (MYY) Schottky Diyotlarda Akım-Voltaj Karakteristikleri Üzerine Seri Direnç ve Arayüzey Durumlarının Etkisi Anahtar kelimeler MYY Schottky diyot; Seri direnç; İdealite faktörü; Arayüzey durumları; Nitrit pasivasyonu Özet Metal-Yalıtkan-Yarıiletken (MYY) Al/Si 3 N 4 /p-Si Schottky engel diyotlarının akım-voltaj (I-V) karakteristikleri oda sıcaklığında ölçüldü. Al/Si 3 N 4 /p-Si yapılar elektrokimyasal anodizasyon metodu ile üretilmiştir. p tipi silisyumun yüzeyi nitridasyon işlemiyle pasive edildi. Akım-Voltaj karakteristikleri üzerine arayüzey durum yoğunluğu (N ss ) , arayüzey tabakası ve seri direncin etkileri incelendi. Al/Si 3 N 4 /p- Si (MIS) Schottky engel diyotlar, Al/p-Si arayüzey tabakasındaki Si 3 N 4 varlığı yüzünden ideal Schottky diyotlar yerine, idealite faktör değerinin 6.17 ve engel yüksekliği değerinin 0.714 eV olmasıyla doğrultucu davranış göstermesi, (MIS) metal- arayüzey tabakası- yarıiletken yapısına uyar. Seri direncin ( R s ) değerleri Cheung’ in metodu kullanılarak tanımlandı. Buna ilave olarak, (E ss -E v ) nin bir fonksiyonu olarak, arayüzey durumlarının yoğunluğu ( N ss ), seri direncin hesaba katıldığı ve katılmadığı I-V ölçümlerinden elde edildi. I-V karakteristikleri; N ss dağılımı , R s ve arayüzey yalıtkan tabakanın, MIS Schottky diyotların elektriksel karakteristiklerini etkileyen önemli parametreler olduğunu doğrulanmıştır. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Introduction The existence of an insulator later (such as SiO 2 , Si 3 N 4 , SnO 2 ) between a metal and semiconductor converts the MS structure into a MIS type structure. The interfacial insulator layer of metal- insulator-semiconductor (MIS) diodes plays an important role in the electrical characteristics of these structures and in the micro electronic devices. These type devices have important application in a wide variety of the optoelectronic, bipolar integrated circuits and high frequency applications. There are currently a vast number of experimental studies on diode characteristics parameters such as Schottky barrier heights (SBHs), Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering