20% off DeltaTime Fluorescence Lifetime System Upgrade

There are 2 related live offers.

Horiba - DeltaTime - 20% Off | DeltaTime TCSPC Half Price | See All
Related Offers

Spectroscopische Ellipsometry van de Heterostructuren AlxGa1-xN die/GaN van de Halfgeleiders van de Samenstelling Apparatuur van Wetenschappelijke Horiba Met Behulp Van - Dunne Film

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
Materialen
Resultaten
Conclusie

Achtergrond

De iii-Nitriden van de Groep en hun legeringen zijn de het beloven materialen voor short-wavelength optoelectronic apparaten zoals LEDs, injectielasers, fotodetectoren, volledige kleurenvertoningen en elektronische apparaten zoals HFETs, HEMTs, enz. Voor hun ontwerp en optimalisering is een gedetailleerde kennis van zowel de laagdikte als de optische eigenschappen essentieel. Spectroscopische Ellipsometry is een niet destructieve optische karakteriseringsmethode die bepaling van deze vereiste materiële parameters toestaat.

Materialen

Een typische heterostructuur AlGaN wordt/GaN zoals die voor LEDs en transistors wordt gebruikt getoond in Figuur 1.

AlGaN 0.2-1 µm

GaN 1-2 µm

Het substraat van de Saffier

Figuur 1. Typische heterostructuur AlGaN/GaN

De films GaN werden en AlGaN gedeponeerd door MOCVD (metalorganic chemische dampdeposito) op saffiersubstraten.

De volgende steekproeven werden geanalyseerd.

Lijst 1. De steekproeven van de Analyse

Steekproef

Structuur

Al inhoud in AlGaN %

1

GaN/Saffier

-

2

GaN/Saffier

-

3

AlGaN/GaN/Saffier

7

4

AlGaN/GaN/Saffier

16

5

AlGaN/GaN/Saffier

25

6

AlGaN/GaN/Saffier

5

7

AlGaN/GaN/Saffier

9

Resultaten

Het werk werd uitgevoerd gebruikend spectroscopische ellipsometer HORIBA Wetenschappelijke MM.-16 die significante voordelen in termen van snelheid, hoge resolutiemeting en experimentele veelzijdigheid verstrekt. De Ellipsometrische metingen werden uitgevoerd schuin van weerslag van 70  ‹in spectrale waaier 500nm 800nm. Zowel werden de dikten als de optische eigenschappen gelijktijdig gehaald uit de SE- gegevensanalyse. Wanneer vergeleken bij conventionele ellipsometerplatforms, levert de Vloeibare Modulatie Ellipsometer van het Kristal uitzonderlijk hoge nauwkeurigheid voor de ellipsometrische hoeken (µ, Δ) over hun volledig gamma in één meting, zonder enige dode vlekken.

 

Figuur 2. toont de spectrums µ en Δ van steekproef 1.

De dikte en de verspreiding van de laag GaN werden bepaald door aangewezen te modelleren. Voor deze steekproef is het resultaat het volgende:

AlGaN 0.2-1 µm

GaN 1-2 µm

Het substraat van de Saffier

Figuur 3. toont de spectrums Ψ en Δ van steekproef 6.

De dikte en de verspreiding van zowel AlGaN als de laag GaN werden bepaald door aangewezen te modelleren. Voor steekproef 6 is het resultaat het volgende:

3.6 NM Overlayer

462.1 NM AlGaN

1110.5 NM GaN

Het substraat van de Saffier

Voor de modellering van de optische verspreiding werd een klassieke Lorentz formule van de oscillatorverspreiding gebruikt:

 

waar E=hω de fotonenergie is.

De relatie van ε1 en ε2 met n en k is: εÃ1 = n-k22 en ε=2nk2

De volgende die lijst vat de resultaten samen voor de steekproeven in golflengtewaaier 500800nm worden gevonden:

Lijst 2. De resultaten van de Steekproef

Steekproef

Dikte GaN/nm

Dikte AlGaN/nm

n bij 633nm

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

1283

332

2.331

5.07

6.85

0.2

4

1180

254

2.299

5.00

7.56

0.3

5

1128

401

2.292

4.93

7.11

0.5

6

1111

462

2.340

5.09

6.68

0.2

7

1124

602

2.336

5.08

6.75

0.2

R.i wordt als functie van golflengte getoond in figuur 4 voor verschillende Al concentraties.

 

Figuur 4. R.i voor diverse Al concentraties in AlGaN

Van deze gegevens kan een kaliberbepalingskromme opstelling zijn die de bepaling van de Al inhoud in de laag AlGaN door de optische verspreiding van het materiaal toestaat (figuur 5) te evalueren

 

Figuur 5. De kromme van de Kaliberbepaling voor Al concentratie in AlGaN

De Al concentratie kan door de volgende formule worden berekend:

Conclusie

De Vloeibare Modulatie Spectroscopische Ellipsometry van het Kristal is een uitstekende techniek voor de hoogst nauwkeurige karakterisering van de heterostructuur van de samenstellingshalfgeleider AlGaN/GaN.

Gebruikend spectroscopische ellipsometer MM.-16 is het een ongecompliceerde procedure om de filmdikte en de optische verspreiding van de volledige structuur te bepalen zelfs waar de film verscheidene dikke microns is.

De gedetailleerde kennis van de optische parameters van legeringen AlGaN is essentieel bijvoorbeeld voor het ontwerp van opto-electronic apparaten.

Voorts van de optische parameters zou een kaliberbepalingskromme kunnen worden geconstrueerd om een snelle en efficiënte bepaling van de Al inhoud in de lagen te verstrekken AlGaN. Aldus bewijst Spectroscopische Ellipsometry ook een niet destructieve techniek voor AlGaN de bepaling van de legeringssamenstelling.

Deze methode kan eveneens op andere samenstellingshalfgeleiders zoals SiGe, IIVI halfgeleiders of klassieke IIIV halfgeleiders worden toegepast.

Bron: Wetenschappelijke HORIBA - de Afdeling van Dunne Films

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Wetenschappelijke HORIBA - de Afdeling van Dunne Films

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

Last Update: 15. July 2013 15:54

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit