조사하기 위하여 스캐닝 마이크로파 현미경 검사법 이용 높게 사파이어에 GaN에 있는 마커 층을 진한 액체로 처리했습니다

Keysight 기술에 의해 후원하는

목차

소개
갈륨 질화물
스캐닝 마이크로파 현미경 검사법 (SMM)
스캐닝 마이크로파 현미경 검사법과 반도체
스캐닝 마이크로파 현미경 검사법을 사용하는 GaN 성장의 수사
SMM 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도
개요
참고
Keysight 기술에 관하여
저자

소개

이 약품은 사파이어 기질에 증가된 갈륨 질화물 ( (SMM)GaN) 필름의 최근 수사에서 스캐닝 마이크로파 현미경 검사법의 이용, Keysight 기술에 의해 개발된 유일한 AFM 기지를 둔 방법을, 토론합니다.

얇은 성장 프로세스 도중, 높게 진한 액체로 처리된 층은 표면의 모양을 정기적으로 표시하기 위하여 포함되었습니다. 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도를 측정하는 SMM의 기능은 이 표면의 단면을 개축하기 위하여 채택되었습니다. 부지 불식간에 진한 액체로 처리된 지구는 성장의 처음 단계를 위해 찾아냈습니다.

성장 표면은 이 단계에서는 기질 비행기에서 기운 표면의 대개와 더불어 거칠. 이것은 기울어지는 표면이 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 물자의 계획되지 않ㄴ 통풍관을 승진시키는 모형을 건의합니다. 성장 프로세스의 후기는 계획되지 않ㄴ 진한 액체로 처리 없이 매끄러운 표면 귀착됩니다.

갈륨 질화물

GaN는 넓은 띠 간격을 가진 III-V 반도체입니다. 그것은 파란과 녹색 발광 다이오드 (LED)의 생산을 위한 광전자공학에서 그밖 높 힘, 고열 및 고주파 장치와 더불어, 1 차적으로, 사용됩니다. spintronics에 있는 가능한 응용이 있는 그것에는 또한 자석 불순으로 진한 액체로 처리될 수 있습니다.

GaN 기지를 둔 장치의 생산을 위한 주요 도전은 적당한 기질 물자의 부족입니다. GaN 큰 단결정을 증가하는 것은 아주 어렵게 남아 있습니다, 그래서 장치는 사파이어와 SiC 기질 웨이퍼에 주로 날조됩니다.

사파이어 기질에 GaN 층의 heteroepitaxial 성장은 성장 프로세스 도중 계획되지 않ㄴ 진한 액체로 처리에 의하여 손상될 수 있습니다. 반도체에 첨가하는 소량의 불순물의 합동의 기점 그리고 기계장치 둘 다의 식별은 필요하 전자 장치를 위한 GaN 기지를 둔 헤테로 구조체를 낙관하기 위하여 입니다.

스캐닝 마이크로파 현미경 검사법 (SMM)

스캐닝 마이크로파 현미경 검사법은 높은 공간적 해상도에 반도체에 있는 전하 운반체의 조밀도를 측정하기 위하여 이용될 수 있습니다. SMM는 光速 편향도 원자 군대 현미경 (Keysight AFM)의 높은 공간적 해상도와 선그림 네트워크 분석기 (Keysight PNA)의 아주 높은 용량 감도를 [1] 결합합니다.

스캐닝 마이크로파 현미경 검사법과 반도체

반도체로 작동할 때, 끝 견본 접속점의 용량은 적용되는 끝 견본 편견에 의해 좌우됩니다. 이것은 금속 절연체 반도체 접속점에서 반도체에 있는 유명한 행동, 특히 (MIS)입니다.

많은 반도체는, 실리콘 GaAs 같이, 산소 또는 공기에 드러낼 때 격리 산화물 층을 형성합니다. 이 소위 천연 산화물은 일반적으로 옹스트롬의 명령에 아주 얇습니다, 그러나 간격은 수백 정도 [2]를 가진 열 처리에 의해 증가될 수 있습니다.

주위 조건에 있는 반도체 표면을 검사하는 금속 SMM 끝은 MIS 접속점을 형성합니다. 비스듬한 전압 Vt를 SMM 끝에 적용할 때, 반도체에 있는 전하 운반체는 표면에 끌리거나 고갈됩니다.

공간 전하 영역은 형성됩니다. 주어진 반도체를 위해, 공간 전하 영역의 간격은 MISt 접속점 [2]의 용량에 영향을 미치는 V로 변화합니다. 공간 전하 영역의 폭은 또한 많은 경우에 불순 기증자 또는 수락자 원자 (i.e, 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도)의 사격량과 동등한 반도체에 있는 전하 운반자 조밀도의 기능입니다.

스캐닝 마이크로파 현미경 검사법을 사용하는 GaN 성장의 수사

GaN의 계획되지 않ㄴ 진한 액체로 처리의 수사를 위해, 무성 기술은 채택되었습니다 [3]. 명목상으로 undoped 물자는 증가되었습니다. 정기적으로, 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 물자는 짧은 기간 동안 성장하고 있는 GaN로 소개되, 따라서 높게 진한 액체로 처리된 GaN의 얇은 층을 형성하.

견본은 그 때 증가한 필름 및 마커 층의 단면을 드러내기 위하여 쪼개졌습니다. 숫자 1은 필름 단면의 SMM 지세, 용량 지도, 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도, 및 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도를 통해 선 단면도를 보여줍니다.

숫자 1. 아)에서 d) c)에 있는 녹색 선에 따라서 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도의 SMM 지세, 용량 지도, 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도 및 단면.

사파이어 기질은 자료 집합의 좌 가장자리에 있습니다; 웨이퍼 표면은 오른쪽으로 더 멀, 그러나 보인 검사 범위 안에 없습니다. 지세는 기질에서 GaN 내의 GaN 층, 몇몇 단계, 및 적당한 가장자리에 약간 미정 오염에 단계를 보여줍니다. 용량 지도는 웨이퍼 표면으로 밝은 어둠선의 기질/필름 공용영역 그리고 정규 패턴에 약간 대조를 보여줍니다.

SMM 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도

SMM 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도, undoped 뿐 아니라 높게 진한 액체로 처리한 물자에서 더 낮은 신호 또는 더 어두운 지구를 열매를 산출하십시오. 어두운 지구는 사파이어 기질, 높게 진한 액체로 처리한 마커 층 및 GaN undoped 층 구성하고 있습니다. 지구는 숫자 1d에서 표시됩니다. 밝은 특징은 웨이퍼 표면으로 정규 줄무늬에서 보인 전하 운반체의 낮은 (그러나 너무 낮게) 조밀도를 가진 지구 입니다. 층에 의하여 새로 녹음된 "undoped 사이", 높게 진한 액체로 처리된 물자의 층은 증가되었습니다. 두 물자 다 적은 dC/dV 신호가 있고 어두운 것처럼 보입니다. undoped 층으로 진한 액체로 처리된에서 운반대의 유포 때문에, 운반대의 저밀도는 undoped 지구의 가장자리에 나타나고 이렇게 높은 dC/dV 신호를 보여줍니다. straightregular 줄무늬는 이 층의 막성장이 정규와 매끄러웠다는 것을 표시합니다.

기질 및 매끄러운 층의 중간, 우리는 진한 액체로 처리한 물자의 다른 지구를 찾아냅니다. 이 지구는 성장 프로세스 도중 부지 불식간에 진한 액체로 처리되었습니다. 이 지구에서는, 우리는 좌에서 우로 사행하는 1개에서 3개의 어두운 악대를 찾아냅니다. 악대는 높게 진한 액체로 처리한 마커 층입니다. 그(것)들은 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 물자가 소개된 그 시간에 성장 표면의 위치를 표시합니다. 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 지구에서는, 진한 액체로 처리한 층은 성장 [3] 도중 거친 표면을 표시하는 강한 동요를 보여줍니다.

기울어지는 표면이 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 물자의 성장을 위해 결정적인 모형 가정은 더 큰 지구의 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도로 시험될 수 있습니다. 숫자 2는 64 ìm 넓은 검사의 지세 그리고 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도를 보여줍니다. 게다가, 개략도는 노란 선, 운용 한계가, 그물모양의 음영을 넣는 지역을 검게 하는 때 기질의 위치를, 3개의 마커 층, 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 지구, 및 그것의 경계, 및 블루 라인, 각각 보여줍니다. 및 오염, 마커 층 및 진한 액체로 처리한 지구 분열 단계 때문에 전부 단면을 통해 추적될 수 없습니다. 그러므로, 몇몇 간격은 선에서 남아 있습니다.

GaN의 숫자 2. 지세는, 반도체에 첨가하는 소량의 불순물 조밀도 지도 및 개략도 사파이어에 층을 이룹니다. 기질, 마커 층, 부지 불식간에 진한 액체로 처리된 지구 및 그것의 경계의 위치는 노란 선, 운용 한계, 까만 그물모양의 음영을 넣은 지역, 및 블루 라인, 각각 보입니다. 및 오염, 마커 층 및 진한 액체로 처리한 지구 분열 단계 때문에 전부 단면을 통해 추적될 수 없습니다.

기울어지는 표면이 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 물자의 성장을 위해 결정적인 가정은 이 물자가 마커 층이 변동하는 지구에서 나타나 주로 는 사실에 의해 지원됩니다. 위치에 의하여 표를 한 "A" 및 "B"는 분석을 위한 특정 관심의 입니다. 편지 "A"는 기울어지는 표면이 주위 물자에서 보다는 오래 지속한 지구를 표시합니다. 여기에서 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 물자는 웨이퍼 표면으로 멀리 연장합니다. 그러나 똑바른 마커 층이 매끄러운 성장 표면을 표시하는지, 편지 "B"는 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 물자가 웨이퍼 표면으로, 너무 멀리 연장하는 지구를 표시합니다.

똑바른 마커에도 불구하고, 성장 도중 표면이 편평한 방향 들락날락 기울어졌다 아직도 가능합니다. 그러므로, 위치에 의하여 표를 한 "B"는 기울어지는 지상 모형을 제외하지 않습니다. 모형의 상세한 분석은 R.A. Oliver [3]에 의해 약품에서 찾아낼 수 있습니다.

개요

스캐닝 마이크로파 현미경 검사법, Keysight 기술에 의해 개발된 유일한 AFM 기지를 둔 방법은, 사파이어 기질에 증가된 갈륨 질화물에 있는 부지 불식간에 진한 액체로 처리된 지구의 기점을 조사하기 위하여 채택되었습니다. 성장 프로세스 도중, 지상 윤곽의 스냅인 얇은 마커 층은 소개되었습니다. 이 표면을 통해서 단면은 표면이 거칠 표면의 대개가 기질 비행기에서 기울 때 부지 불식간에 진한 액체로 처리한 지구가 성장 프로세스의 처음 단계에서 증가한다는 것을 제시합니다.

참고

1. H.P. Huber, M. Moertelmaier, T.M. Wallis, C.J. Chiang, M. Hochleitner, A. Imtiaz, Y.J. Oh, K. Schilcher, M. Dieudonne, J. Smoliner, P. Hinterdorfer, S.J. Rosner, H. Tanbakuchi, P. Kabos, 및 F. Kienberger는 스캐닝 마이크로파 현미경을 사용하여, "nanoscale 용량 측정을," Sci 목사 측정했습니다. Inst. 81, 1 (2010년).
2. S.M. Sze 의 반도체 소자의 물리학, 죤 윌에이 & Sons, 뉴욕 (1981년).
3. R.A. Oliver, "사파이어에 GaN에서 계획되지 않ㄴ 진한 액체로 처리의 수사에 있는 높게 실리콘 진한 액체로 처리된 마커 층의 응용," Ultramicroscopy 111 (2010년).

Keysight 기술에 관하여

Keysight는 무선, 모듈의, 및 소프트웨어 해결책에 있는 혁신을 통해서 그것의 고객의 측정 경험을 변형시키는 것을 도와 글로벌 전자 측정 기술 및 시장 선두 주자 입니다. Keysight는 전자 장비의 디자인, 발달, 제조, 임명, 배치 및 작동에서 사용된 전자 측정 계기 및 시스템 및 관련 소프트웨어, 소프트웨어 디자인 공구 및 서비스 제공합니다. Keysight에 관하여 정보는 www.keysight.com에 유효합니다.

저자

Matthias A. Fenner 의 Keysight 기술
재료 과학의 Rachel A. Oliver, 부 및 야금술, UK 케임브리지 대학교

근원: Keysight 기술

이 근원에 추가 정보를 위해 Keysight 기술을 방문하십시오.

Date Added: May 2, 2012 | Updated: Dec 16, 2014

Last Update: 16. December 2014 12:30

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