تصنيع المفرق المتباين pGe/S.I.GaAs وتحسين خواصه الكهربائية والبصرية بواسطة عملية الطلاء الايوني
Author name:
وسيم محمد علي موسى خضير الجبوري
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - College Of Science
Language:
Arabic
University location:
Baghdad
First pages:
26T1986 - p.pdf
Abstract:
تم في هذا البحث تحضير المفرق المتباين (pGe/nGaAs) بطريقة التبخير الحراري في الفراغ وكذلك المفرق المتباين (Ge/S.I.GaAs) بطريقتي التبخير الحراري في الفراغ وطريقة الطلاء الايوني على التوالي وذلك باستخدام زرنيخات الكاليوم كقاعدة وتبخير الجرمانيوم كغشاء رقيق عليها في كلتا الحالتين .كان الاتصال الاومي بالدائرة الخارجية لكلا المفرقين عن طريق استخدام الالمنيوم النقي.تم تلدين جميع النماذج بدرجة حرارة (673oK) مدة ثلاثين دقيقة .تم قياس خصائص السعة - الفولتية وايجاد تركيز المانحات (ND) وجهد البناء الداخلي (Vd) وكان (0.48 و0.51) الكترون فولت عند (500kHz و1MHz) على التوالي بالنسبة للمفرق المتباين (pGe/nGaAs) و(0.1 و0.096) الكترون فولت عند (500kHz و1MHz) على التوالي للمفرق (Ge/S.I.GaAs) , كما تم حساب اللا استمرارية للنموذج الاول في حزمة التوصيل (ΔEC) وكانت (0.04 و0.18) الكترون فولت واللا استمرارية في حزمة التكافؤ (ΔEV) وكانت (0.71 و0.57) الكترون فولت عند التردين (500kHz و1MHz) على التوالي .تم قياس خصائص التيار - الفولتية في حالة الانحياز الامامي عند درجة حرارة الغرفة (300ok) وتم حساب عامل المثالية وكان (1.21) ومعامل التقويم للمفرق المتباين (p - Ge/n - GaAs) وكان (4x104) عند الانحياز الامامي بمقدار (0.6) فولت وكانت الية التوصيل له هي تيار الانبعاث الايوني الحراري , كما كانت الية نقل التيار في المفرق المتباين (Ge/S.I.GaAs) المصنع بطريقة التبخير الحراري في الفراغ هي نظرية بول - فرنكل وهي الالية المحتمل حصولها عادة في العوازل , اما المفرق المرسب بطريقة الطلاء الايوني فكانت الية نقل التيار فيه تخضع لنظرية شحنات الفراغ المحدد بالحاملات المنفردة . استخدم المفرق (pGe/nGaAs) ككاشف للاشعة المرئية وتحت الحمراء القريبة حيث تم قياس خصائص التيار الضوئي لهذه النبيطة حيث كانت الاستجابية الطيفية لها (A/W 0.26) وكفاءتها الكمية (32.1%) وبكشفية (W - 1 22.5x1011) والكشفية النوعية لها (6.1x1011 cm Hz1/2w - 1) , كما تم حساب القدرة المكافئة للضوضاء وكانت (0.44X10 - 12 W) واجريت جميع هذه القياسات عند الطول الموجي (0.85µm) . | The fabrication of heterojunction (pGe/nGaAs) also the heterojunction (Ge/S.IGaAs) has been made through this research using the thermal evaporation and the ion coating respectively by using the Gallium Arsenide as a substrate and evaporating the Germanium as a thin film in both cases . The pure Aluminum has been used to make the Ohmic contact with the external circuit for both heterojunction.All samples Have been annealed in (673 oK) for thirty minutes . The measurement of capacitance - voltage characteristics have been made and calculating the donors concentration (ND) built - in potential (0.48 & 0.51) eV for (pGe/nGaAs) at (500 KHz & 1 MHz) respectively, and the discontinuity in conduction band (∆EC) for (pGe/nGaAs) (0.04 & 0.18) eV and valance band (∆EV) (0.71 و0.57) eV at (500 KHz & 1 MHz).The current - voltage characteristics measurements have been made in room temperature (300oK) , and the ideality factor (1.21) and the rectification factor calculated for the heterojunction (pGe/nGaAs) (4x104) at the forward bias of (0.6) volt ,and it’s found that the conduction mechanic was the thermal photoemission current method of this hterojuction , and the conduction mechanic of the heterojunction (Ge/S.IGaAs) which is made using the vacuum evaporation methods was according to (Paul - Frinkel) theory which is the expected method in insulators , and the Space - Charge - Limited Current theory for the heterojunction (Ge/S.IGaAs) fabricated by ion coating method . This device used as a detector for visible and infrared , and that was by measuring the photo current characteristics for the heterojunction (pGe/nGaAs) . the maximum spectral response was calculated (0.26 A/W) , maximum quantum efficiency (31%), maximum detectivity (22.5X1011 W - 1) , maximum specific detectivity (6.1x1011 cm Hz1/2w - 1) which is calculated using equation (2 - 59), all are at wavelength (0.85µm) .Finally the research includes a number of results recommendation and futuristic studies.
