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합성 반도체 AlxGa1 xN/과학 Horiba에서 장비를 사용하는 GaN 헤테로 구조체의 분광 Ellipsometry - 박막

커버되는 토픽

배경
물자
결과
결론

배경

단 III 질화물과 그들의 합금은 HFETs, HEMTs, 등등 같이 LEDs 주입 레이저, 광검출기, 풀 컬러 전시 및 전자 장치와 같은 단파장 광전자 공학 장치를 위한 가장 유망한 물자입니다. 그들의 디자인 및 최적화를 위해 층 간격 및 광학적 성질 둘 다의 상세한 지식은 필수적입니다. 분광 Ellipsometry는 이 필수 물자 매개변수의 결심을 허용하는 비파괴적인 광학적인 특성 방법입니다.

물자

LEDs와 트랜지스터를 위해 사용되는 것과 같이 AlGaN/GaN 전형적인 헤테로 구조체는 숫자 1.에서 보입니다.

AlGaN 0.2-1 µm

GaN 1-2 µm

사파이어 기질

숫자 1. 전형적인 AlGaN/GaN 헤테로 구조체

GaN와 AlGaN 필름은 사파이어 기질에 MOCVD (metalorganic 화학 수증기 공술서)에 의해 예금되었습니다.

뒤에 오는 견본은 분석되었습니다.

도표 1. 분석 견본

견본

구조물

AlGaN %에 있는 알루미늄 내용

1

GaN/사파이어

-

2

GaN/사파이어

-

3

AlGaN/GaN/사파이어

7

4

AlGaN/GaN/사파이어

16

5

AlGaN/GaN/사파이어

25

6

AlGaN/GaN/사파이어

5

7

AlGaN/GaN/사파이어

9

결과

일은 속도, 고해상 측정 및 실험적인 다양성 식으로 중요한 이점을 제공하는 HORIBA 과학적인 MM-16 분광 ellipsometer를 사용하여 실행되었습니다. Ellipsometric 측정은 괴기한 범위 500nm- 800nm에 있는 70의  ‹의 부각의 비스듬히 실행되었습니다. 간격 및 광학적 성질은 둘 다 SE 데이터 분석에서 동시에 추출되었습니다. 전통적인 ellipsometer 플래트홈에 비교될 때, 액정 변조 Ellipsometer는 어떤 라디오의 난청 지역도 없이 1개 측정에 있는 그들의 전 범위를 통해 ellipsometric 각 (µ, Δ)를 위한 유난히 고정확도를, 전달합니다.

 

숫자 2.는 견본 1.의 µ 그리고 Δ 스펙트럼을 보여줍니다.

GaN 층의 간격 그리고 분산은 적합한 만들기에 의하여 결정되었습니다. 이 견본을 위해 결과는 다음과 같습니다:

AlGaN 0.2-1 µm

GaN 1-2 µm

사파이어 기질

숫자 3.는 견본 6.의 Ψ와 Δ 스펙트럼을 보여줍니다.

AlGaN 및 GaN 층 둘 다의 간격 그리고 분산은 적합한 만들기에 의하여 결정되었습니다. 견본 6을 위해 결과는 다음과 같습니다:

3.6 nm Overlayer

462.1 nm AlGaN

1110.5 nm GaN

사파이어 기질

광학적인 분산의 만들기를 위해 고아한 Lorentz 진동자 분산 공식은 사용되었습니다:

 

E=hω가 광양자 에너지인 곳에.

n와 k를 가진1 ε 그리고2 ε의 관계는: εÃ1 = n-k22 및 ε=2nk2

다음에 나오는 테이블은 파장 범위 500-800nm에 있는 견본을 위해 찾아낸 결과를 요약합니다:

도표 2. 견본 결과

견본

간격 GaN/nm

간격 AlGaN/nm

633nm에 n

εS

ωt

„C0

1

2402

0

2.361

5.19

6.76

0.1

2

2466

0

2.353

5.16

6.78

0.1

3

1283년

332

2.331

5.07

6.85

0.2

4

1180년

254

2.299

5.00

7.56

0.3

5

1128년

401

2.292

4.93

7.11

0.5

6

1111년

462

2.340

5.09

6.68

0.2

7

1124년

602

2.336

5.08

6.75

0.2

파장의 기능으로 R.i.는 다른 알루미늄 농도를 위한 숫자 4에서 보입니다.

 

AlGaN에 있는 각종 알루미늄 농도를 위한 숫자 4. R.i.

이 데이터에서 물자 (숫자 5)의 광학적인 분산을 평가해서 AlGaN 층에 있는 알루미늄 내용의 결심을 허용하는 보정 곡선은 설치될 수 있습니다

 

AlGaN에 있는 알루미늄 농도를 위한 숫자 5. 보정 곡선

알루미늄 농도는 뒤에 오는 공식에 의해 산출될 수 있습니다:

결론

액정 변조 분광 Ellipsometry는 합성 반도체 헤테로 구조체 AlGaN/GaN의 고도로 정확한 특성을 위한 우수한 기술입니다.

MM-16 분광 ellipsometer를 사용하여 필름이 두꺼운 몇몇 미크론이다 어디라도 완전한 구조물의 필름 간격 그리고 광학적인 분산을 결정하는 똑바른 절차 입니다.

AlGaN 합금의 광학적인 매개변수의 상세한 지식은 광전자 공학 장치의 디자인을 위해 결정적 예를 들면입니다.

게다가, 광학적인 매개변수에서 보정 곡선은 AlGaN 층에 있는 알루미늄 내용의 급속한 능률적인 결심을 제공하기 위하여 구성될 수 있었습니다. 따라서 분광 Ellipsometry는 또한 AlGaN 합금 구성 결심을 위한 비파괴적인 기술을 증명합니다.

이 방법은 SiGe와 같은 그밖 합성 반도체 II-VI 반도체 또는 고아한 III-V 반도체에 동등하게 적용될 수 있습니다.

근원: 과학 HORIBA - 박막 부

이 근원에 추가 정보를 위해 과학 HORIBA를 - 박막 부 방문하십시오

Date Added: May 21, 2008 | Updated: Jul 15, 2013

Last Update: 15. July 2013 16:13

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