Спектроскопическое Ellipsometry Сложных Полупроводников AlxGa1-xN/Гетероструктур GaN Используя Оборудование от Horiba Научного - Тонкий Фильм

Покрытые Темы

Предпосылка
Материалы
Результаты
Заключение

Предпосылка

III-Нитриды Группы и их сплавы самые перспективнейшие материалы для приборов коротк-длины волны электронно-оптический как СИД, лазеры впрыски, фотодетекторы, дисплеи полного цвета и электронные устройства как HFETs, HEMTs, Etc. Для их конструкции и оптимизирование детальное знание как толщины слоя, так и оптически свойств необходимы. Спектроскопическое Ellipsometry оптически метод без разрушения характеризации который позволяет определению этих необходимых материальных параметров.

Материалы

Типичная гетероструктура AlGaN/GaN как использовано для СИД и транзисторов показана в Диаграмме 1.

AlGaN 0.2-1 µm

Μm GaN 1-2

Субстрат Сапфира

Диаграмма 1. Типичная гетероструктура AlGaN/GaN

Фильмы GaN и AlGaN были депозированы MOCVD (metalorganic низложением химического пара) на субстратах сапфира.

Следующие образцы были проанализированы.

Образцы Анализа Таблицы 1.

Образец

Структура

Содержание Al в AlGaN %

1

GaN/Сапфир

-

2

GaN/Сапфир

-

3

AlGaN/GaN/Сапфир

7

4

AlGaN/GaN/Сапфир

16

5

AlGaN/GaN/Сапфир

25

6

AlGaN/GaN/Сапфир

5

7

AlGaN/GaN/Сапфир

9

Результаты

Работа была выполнена используя ellipsometer MM-16 HORIBA Научное спектроскопическое которое обеспечивает значительно преимущества оперируя понятиями скорости, высокого измерения разрешения и экспириментально многосторонности. Ellipsometric измерения были выполнены под углом падения ‹70  в спектральном ряде 500nm- 800nm. И толщины и оптически свойства были извлечены одновременно от анализа данных SE. Сравнивано к обычным платформам ellipsometer, Модуляция Ellipsometer Жидкостного Кристл поставляет исключительнейше высокую точность для ellipsometric углов (µ, Δ) через их полный диапасон в одном измерении, без всех матовых мест.

 

На Диаграмму 2. показано µ и спектры Δ образца 1.

Толщина и рассеивание слоя GaN были определены соотвествующим моделированием. Для этого образца результат следующие:

AlGaN 0.2-1 µm

Μm GaN 1-2

Субстрат Сапфира

На Диаграмму 3. показано спектры Ψ и Δ образца 6.

Толщина и рассеивание как AlGaN, так и слоя GaN были определены соотвествующим моделированием. На образец 6 результат следующие:

3,6 nm Overlayer

462,1 nm AlGaN

1110,5 nm GaN

Субстрат Сапфира

Для моделирования оптически рассеиваний была использована классическая дисперсионная зависимость генератора Lorentz:

 

где E=hω энергия фотона.

Отношение ε1 и ε2 с n и k является следующим: εÃ1 = n-k22 и ε=2nk2

Следующая таблица суммирует результаты найденные для образцов в диапазоне длины волны 500-800nm:

Результаты Образца Таблицы 2.

Образец

Толщина GaN/nm

Толщина AlGaN/nm

n на 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. как функция длины волны показан в диаграмме 4 для различной концентрации Al.

 

Диаграмма 4. R.I. для различной концентрации Al в AlGaN

От этих данных тарировочную кривую можно настроить которая позволяет определению содержания Al в слое AlGaN путем оценивать оптически рассеивание материала (диаграммы 5)

 

Диаграмма 5. Тарировочная кривая для концентрации Al в AlGaN

Концентрация Al может быть высчитана следующей формулой:

Заключение

Модуляция Спектроскопическое Ellipsometry Жидкостного Кристл превосходный метод для сильно точной характеризации гетероструктуры AlGaN/GaN сложного полупроводника.

Используя спектроскопическое ellipsometer MM-16 прямодушная процедура для того чтобы определить толщину фильма и оптически рассеивания полной структуры даже там, где фильм несколько микронов толщиных.

Детальное знание оптически параметров сплавов AlGaN критическое например для конструкции opto-электронных приборов.

Furthermore, от оптически параметров тарировочная кривая смогла быть построена для предусмотрения быстрого и эффективного определения содержания Al в слоях AlGaN. Таким Образом Спектроскопическое Ellipsometry также доказывает метод без разрушения для определения состава сплава AlGaN.

Этот метод может быть поровну прикладной к другим сложным полупроводникам как SiGe, полупроводники II-VI или классические полупроводники III-V.

Источник: HORIBA Научное - Разделение Тонких Фильмов

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите HORIBA Научное - Разделение Тонких Фильмов

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

Last Update: 15. July 2013 16:31

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit