Анализ контактных интерфейсов для одиноких GaN нанопроволоки устройств
Summary
Методика была разработана, который удаляет Ni / Au контакт металлических пленок от субстрата, чтобы для рассмотрения и определения характеристик контактной / подложки и контакт / NW интерфейсов отдельных устройств GaN нанопроволоки.
Abstract
Одноместный GaN нанопроволоки (З) приборы, изготовленные на SiO 2 может проявлять сильное ухудшение после отжига в связи с возникновением образования пустот на контакте / SiO 2 интерфейса. Это образование пустот может привести к растрескиванию и расслоению металлической пленки, которая может увеличить сопротивление или привести к полному выходу из строя устройства NW. В целях решения вопросов, связанных с образования пустот, была разработана методика, которая удаляет Ni / Au контакт металлических пленок от подложек для обеспечения обследования и определения характеристик контактной / подложки и контакт / NW интерфейсов отдельных устройств GaN NW. Эта процедура определяет степень адгезии контактных пленок на подложке и ННК и позволяет для характеристики морфологии и состава контактной границе с подложкой и нанопроводов. Этот метод также полезен для оценки количества остаточного загрязнения, которая остается от NW подвескай от фотолитографии процессов на NW-SiO 2 поверхности перед осаждением металла. Подробные инструкции этой процедуры представлены для удаления отожженных Ni / Au контактов с Mg-легированного GaN ННК на SiO 2 подложке.
Introduction
Устройства Single-NW изготовлены диспергированием суспензии NW на изолирующей подложке и формирование контактные площадки на подложке с помощью обычной фотолитографии и осаждения металла, что приводит к случайным, образованных из двух терминальных устройств. SiO 2 толщиной пленки на пластину кремния обычно используется в качестве изолирующей подложки 1,2. Для металлов, нанесенных на SiO 2 поверхности, общей проблемой в результате термической обработки является появление пустот формирования в / SiO 2 интерфейса металла. В дополнение к растрескиванию и расслаиванию из металлической пленки, эта образование пустот может отрицательно влиять на производительность устройства за счет увеличения сопротивления, вызванного уменьшением площади контакта. Ni / Au контакты окисленные в N 2 / O 2 атмосфер являются преобладающим контакт схема применяется к р-GaN 3-7. Во время термической обработки в N 2 / O 2, Ni диффундирует к поверхности, чтобы сформировать NiO и на приезд рассеивает доПоверхность подложки.
В этой работе, чрезмерное образование пустот на 2 интерфейсами контакт / NW и контакт / SiO было показано, происходят во время отжига Ni / Au контактов с ННК на SiO 2 8. Морфология поверхности отожженного Ni / Au пленки, однако, не указывают на наличие пустот или степень, в которой произошло образование пустот. Для решения этой проблемы, мы разработали методику для удаления Ni / Au контактов и GaN ННК от SiO 2 / Si подложках в целях анализа интерфейс контакт с подложкой и ННК. Этот метод может быть использован для удаления любой контактной структуры, который имеет плохую адгезию к подложке. В Ni / Au пленки с GaN ННК встроенные в них удаляются из SiO 2 подложку с углеродной ленты. Углерод лента приклеивается к стандартной штифта крепление для характеризации с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM), а также несколько других инструментов. Подробная процедура ливерпульскойrication одиночных устройств и анализа их контактную интерфейса морфологии GaN NW описаны.
Protocol
Representative Results
Discussion
Техника представлена позволяет для анализа контактной / подложки и контакт / NW микроструктуры отдельных устройств NW. Основные преимущества этого метода являются его низкая стоимость и простота. Это позволяет для качественного и количественного анализа контактный интерфейс в боль?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы выразить признательность индивидов в квантовой электроники и фотоники отдела Национального института стандартов и технологий в Боулдере, Колорадо за их помощь.
Materials
| REAGENTS and MATERIALS | |||
| Lift-off resist | MicroChem | LOR 5A | Varies according to application |
| Photoresist | Shipley | 1813 | Varies according to application |
| Developer | Rohm and Haas Electronic Materials | MF CD-26 | Varies according to application |
| Photoresist stripper | MicroChem | Nano Remover PG | Varies according to application |
| Ni source | International Advanced Materials | 99.999% purity | |
| Au source | International Advanced Materials | 99.999% purity | |
| SiO2/Si wafers | Silicon Valley Microelectronics | 3-inch <100> N/As 0.001-0.005 Ohm-cm, 200 nm thermal oxide | |
| Carbon tape | SPI Supplies | 5072, 8 mm wide | |
| Solvents are standard semiconductor or research grade. Vendor is not important for the experimental outcome. | |||
| Reactive ion etch gases and thermal annealing gases are high purity grade. Vendor is not important for the experimental outcome. | |||
| EQUIPMENT | |||
| Ultrasonic cleaner | Cole-Palmer | EW-08849-00 | Low power |
| Micropipette | Rainin | PR-200 | Metered, disposal tips |
| Reactive ion etcher | SemiGroup | RIE 1000 TP | Other vendors also used with different process parameters |
| Mask aligner | Karl Suss | MJB3 | Other vendors also used with different process parameters |
| UV ozone cleaner | Jelight | Model 42 | Other vendors also used with different process parameters |
| E-beam evaporator | CVC | SC-6000 | Other vendors also used with different process parameters |
| * Manufacturers and product names are given solely for completeness. These specific citations neither constitute an endorsement of the product by NIST nor imply that similar products from other companies would be less suitable. |
References
- Lu, W., Lieber, C. M. Semiconductor nanowires. J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).
- Mater Res, A. n. n. u. R. e. v. . 34, 83-122 (2004).
- Pettersen, S. V., Grande, A. P., et al. Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type. 22, 186-193 (2007).
- Chen, L. C., Ho, J. K., et al. The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type. 176, 773-777 (1999).
- Liday, J., et al. Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).
- Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN. Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).
- Ho, J. K., Jong, C. S., et al. Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films. J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).
- Herrero, A. M., Blanchard, P., et al. Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires. Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).
- Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires. J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).
- Herrero, A. M., Bertness, K. A. Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices. J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).
