Modeling the Thermal Annealing Process of Schottky Barrier Diodes with ANFIS

Year 2024, Volume: 14 Issue: 2, 696 - 705, 01.06.2024

Hülya Doğan

https://doi.org/10.21597/jist.1420993

Abstract

ÖZET:
Bu çalışmada, Schottky bariyer diyotları (SBD'ler) için termal tavlama işleminin modellenmesi ve tahmin edilmesi için uyarlanabilir ağ tabanlı bulanık çıkarım sisteminin (ANFIS) kullanılmasına yönelik bir yöntem önerilmiştir. Laboratuvar ortamında Ni/n-GaAs/In Schottky bariyer diyotlar üretildi ve Schottky kontaklar üzerinden diyotun gerilim ve akım parametreleri 2000 C’den 6000 C’e kadar 1000 C sıcaklık adımları kullanılarak ölçüldü. SBD kontaklarına ait gerilim, akım ve tavlama sıcaklığı parametreleri deneysel olarak elde edildi. Bu parametreler termal tavlama işleminin ana faktörleri olarak seçilmiştir. ANFIS sisteminin eğitimi için bu üç parametreyi içeren deneysel veriler kullanılmıştır. Deneysel verilerin eğitimi için genelleştirilmiş bell üyelik fonksiyonu içeren hibrit bir ANFIS modeli kullanıldı. Sonuçlara göre, Schottky bariyer diyotların tavlama sürecinin modellenmesinde önerdiğimiz ANFIS modeli verimli ve doğru sonuçlar vermiştir.

Keywords

Anfis, Schottky, Annealing

Thanks

Prof. Dr. Abdülmecit TÜRÜT 'e deneysel çalışmalarımda ve sonrasında göstermiş olduğu yardımlarından dolayı çok teşekkür ederim.

Schottky Bariyer Diyotlarında Termal Tavlama İşleminin ANFIS ile Modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Schottky bariyer diyotları (SBD'ler) için termal tavlama işleminin modellenmesi ve tahmin edilmesi için uyarlanabilir ağ tabanlı bulanık çıkarım sisteminin (ANFIS) kullanılmasına yönelik bir yöntem önerilmiştir. Laboratuvar ortamında Ni/n-GaAs/In Schottky bariyer diyotlar üretildi ve Schottky kontaklar üzerinden diyotun gerilim ve akım parametreleri 2000 C’den 6000 C’e kadar 1000 C sıcaklık adımları kullanılarak ölçüldü. SBD kontaklarına ait gerilim, akım ve tavlama sıcaklığı parametreleri deneysel olarak elde edildi. Bu parametreler termal tavlama işleminin ana faktörleri olarak seçilmiştir. ANFIS sisteminin eğitimi için bu üç parametreyi içeren deneysel veriler kullanılmıştır. Deneysel verilerin eğitimi için genelleştirilmiş bell üyelik fonksiyonu içeren hibrit bir ANFIS modeli kullanıldı. Sonuçlara göre, Schottky bariyer diyotların tavlama sürecinin modellenmesinde önerdiğimiz ANFIS modeli verimli ve doğru sonuçlar vermiştir.

Keywords

Anfis, Schottky, Tavlama

References

• Brillson, L.J., (1982). Metal-semiconductor interfaces, Surf. Sci., 299-300:909-927.
• Cheung, S.K., Cheung, N. W. (1986). Extraction of Schottky diode parameters from forward current voltage characteristics. Appl. Phys. Lett., 49 (2): 85–87.
• Doğan, H., Yıldırım, N., Turut, A. (2008). Thermally annealed Ni/n-GaAs (si)/In Schottky barrier diodes, Microelectronic engineering, 85(4): 655-658.
• Interfaces (Ed: C.W. Wilmsen), Plenum Press, NewYork, pp. 73–163, https://doi.org/10.1007/978-1-4684-4835-1.
• Jang, J. S. R., (1993) ANFIS: Adaptive-network-based fuzzy inference system, IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., 23: 665-685.
• Jang, J., (1993). IEEE Trans. Syst. Man Cybern. 23(3):665.
• Lahav, A., Eizenberg, M., Komem, Y. (1986) J. Appl. Phys. 60:991.
• Rhoderick, E.H. (1982). Metal-semiconductor contacts, IEE Proc. I Solid State Electron Devices, 129 1-14. https://doi.org/10.1049/ip-i-1.1982.0001.
• Robinson, G. Y. (1985) Physics and Chemistry of III–V Compound Semiconductor
• S. Zhu, Van Meirhaeghe R.L, Forment S, Ru GP and Li BZ, Solid-State Electron. 48,29 (2004).
• Sands, T. (1989). Mater. Sci. Eng. B1, 289.
• Sands, T., Chan, W.K., Chang, C.C., Chase, E.W., Keramidas, V.G. (1988). Appl. Phys. Lett., 52.
• Sze, S.M., Mattis, D.C. (1970). Physics of semiconductor devices, Physics Today, 23(6):75. https://doi.org/10.1063/1.3022205.
• Takagi, T., Sugeno, M., (1983) Proceeding of IFAC Symposium Fuzzy Information, Knowledge Representation and Decision Analysis, Marseilles, France, p. 55.
• Takagi, T., Sugeno, M., (1985) IEEE Trans. Syst. Man Cybern., 15:116.
• Tung, R. (2001). Recent advances in Schottky barrier concepts, Materials Science and Engineering: R: Reports, 35(1):1-138. https://doi.org/10.1016/S0927-796X(01)00037-7.
• Van Meirhaeghe, R. L., Laflére W. H. and Cardon, F. (1994) J. Appl. Phys, 76: 403-406. https://doi.org/10.1063/1.357089.
• Yıldırım N, Turut A And Dogan H. (2018) Current–Voltage Characterıstıcs Of Thermally Annealed Ni/N-Gaas Schottky Contacts. Surface Review and Letters, 25: 1850082.
• Zhu, S., Van Meirhaeghe, R. Forment, S., Ru, G., Li, B. (2004). Effects of the annealing temperature on Ni silicide/n-Si(100) Schottky contacts. Solid-State Electronics. 48: 29-35.