Tek GaN Nanotel Cihazlar İletişim arabirimleri Analizi
Summary
Bir teknik kontak / substrat ve tek GaN nanotel cihazların iletişim / KB arayüzlerin incelenmesi ve karakterizasyonu için izin vermek için kendi alt tabakadan Ni / Au temas metal filmler kaldırır geliştirilmiştir.
Abstract
SiO 2 fabrikasyon tek GaN nanotel (NW) cihazlar nedeniyle temas / SiO 2 arayüzü de boşluk oluşmadan tavlama sonra güçlü bozulması sergileyebilir. Bu boşluk oluşumu ve çatlama direnci artırmak veya NW cihazın bir tam yetmezliğine yol açabilir metal film, delaminasyon neden olabilir. Boşluk oluşumu ile ilgili sorunları gidermek amacıyla, bir teknik kişi / substrat ve tek GaN KB cihazların iletişim / KB arayüzlerin incelenmesi ve karakterizasyonu için izin vermek için alt tabakalardan Ni / Au temas metal filmler kaldırır geliştirilmiştir. Bu prosedür, alt-tabaka ve NWS için iletişim filmlerinin yapışma derecesini belirler ve alt-tabaka ve nanotellerin ile temas arayüzünün morfolojisi ve bileşimin karakterizasyonu için izin verir. Bu teknik aynı zamanda NW süspansiyon A'dan kalan artık kirlenmenin miktarını değerlendirmek için yararlıdırnd önce metal birikimi NW-SiO 2 yüzeyinde fotolitografik süreçler. Bu prosedürün ayrıntılı adımlar a SiO 2 alt-tabaka üzerinde Mg-katkılı GaN NWS tavlanır Ni / Au kontakların çıkarılması için sunulmuştur.
Introduction
Tek-NW cihazlar bir yalıtkan alt-tabaka üzerine bir NW süspansiyon dağıtıcı ve rastgele oluşturulmuş iki terminal cihazları ile sonuçlanan geleneksel fotolitografi ve metal kaplama, alt-tabaka ile temas pedleri üzerinde oluşturulmasıyla yapılmaktadır. Bir Si gofret üzerine kalın bir SiO 2 film tipik olarak, bir alt-tabaka yalıtıcı 1,2 olarak kullanılır. Bir SiO 2 yüzeyinde biriken metaller için, ısıl işlem elde edilen bir ortak bir sorun metal / SiO 2 arayüzünde boşluk oluşumu meydana gelmesidir. Çatlama ve metal filmin delaminasyon ek olarak, bu boşluk oluşum olumsuz temas alanının bir azalmaya neden olduğu direncinde bir artış cihazın performansını etkileyebilir. 2 / O 2 atmosfer N okside Ni / Au kontaklar p-GaN 3-7 uygulanan baskın temas düzeni vardır. Bir N2 / O 2 ısıl işlem sırasında, Ni NiO ve Au aşağı doğru yayılır oluşturmak için yüzeye yayılıralt-tabaka yüzeyi.
Bu çalışmada, kontak / NW ve kontak / SiO 2 arayüzleri aşırı boşluk oluşumu SiO 2 8 nws Ni / Au kontakların tavlama sırasında meydana gösterilmiştir. Tavlanmış Ni / Au filmin yüzey morfolojisi, ancak, boşlukların varlığı ya da boşluk oluşumu meydana derecesini göstermez. Bu sorunu çözmek için, substrat ve NWS ile temas arayüzü analiz etmek için SiO 2 / Si yüzeyler Ni / Au kişileri ve GaN nws kaldırılması için bir teknik geliştirdi. Bu teknik, substrata zayıf bir yapışma sahip herhangi bir iletişim yapısının çıkarılması için de kullanılabilir. Onları gömülü GaN NWS ile Ni / Au filmler C-bant ile SiO 2 substrattan çıkarılır. Karbon bant birkaç diğer araçlarla birlikte taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterizasyonu için montaj standart bir pin yapıştırılır. Fab için detaylı prosedürTek GaN NW cihazlar ve iletişim arayüzü morfolojisi analizi rication açıklanmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sunulan teknik temas / alt-tabaka ve bir NW cihazlar temas / NW mikro-analizi için olanak sağlar. Bu tekniğin başlıca avantajları düşük maliyet ve basitlik vardır. Bu alt-tabaka ile bir büyük ölçüde yanı sıra tek tek NWS bir mikrometreden daha küçük ölçekte iletişim arayüzü kalitatif ve kantitatif analiz için izin verir. Örnek montaj için filmin kaldırılması ve SEM pin taslakları için karbon bant kullanımı mümkün analizi temiz düşük basınçlı ortamlar gerektiren karakterizasyon …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Boulder Standartlar ve Teknoloji Ulusal Enstitüsü, onların yardım için CO Kuantum Elektroniği ve Fotonik Bölümü'nde bireyleri kabul etmek istiyorum.
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).
