Badanie elektrycznych właściwości powierzchni heterostruktur AlGaN/GaN/Si techniką skaningowej mikroskopii pojemnościowej

• Autorzy: Szyszka A. , Szymański T. , Tłaczała M. , Wośko M. , Paszkiewicz R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.08.15

Warianty tytułu

EN

Electrical surface characterization of AlGaN/GaN/Si heterostructures by scanning capacitance microscopy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Znaczne niedopasowanie stałych sieciowych oraz współczynników rozszerzalności cieplnej występujące pomiędzy warstwą epitaksjalną, a podłożem w heterostrukturach AlGaN/GaN/Si skutkuje dużą ilością defektów strukturalnych oraz występowaniem niejednorodności właściwości półprzewodnika. W prezentowanej pracy do zobrazowania lokalnych powierzchniowych niejednorodności elektrycznych właściwości AlGaN/GaN osadzanych na podłożu krzemowym techniką MOCVD została wykorzystana technika skaningowej mikroskopii pojemnościowej. Z analizy dwuwymiarowych map sygnału SCM oraz widm dC/dVAmp =f(VDC) w różnych obszarach powierzchni próbki wynika, że ujemny ładunek zgromadzony na dyslokacjach wstępujących w warstwach epitaksjalnych wpływa na właściwości powierzchni, lecz może nie mieć zdecydowanego wpływu na powstawanie dwuwymiarowego gazu elektronowego na interfejsie AlGaN/GaN.

EN

Large mismatch of lattice constants and thermal expansion coefficients between materials in AlGaN/GaN/Si heterostructures lead to high density of structural defects and material inhomogeneities in layers. In the presented work, local electronic properties of AlGaN/GaN/Si heterostructures are investigated using scanning capacitance microscopy. Analysis of two dimensional images of SCM signal and dC/dVAmp =f(VDC) spectrum allowed to conclude that negative charge accumulated at dislocations in epitaxial layers could affect the surface electronic state of the structure but might not have major impact on two dimensional electron gas formation at the AlGaN/GaN interface.

Słowa kluczowe

PL

SCM; skaningowa mikroskopia pojemnościowa; AlGaN/GaN/Si; azotek galu; C-V

EN

scanning capacitance microscopy; SCM; AlGaN/GaN/Si; gallium nitride; C-V

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 8
• Strony: 58--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Szyszka A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Szymański T.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Tłaczała M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Wośko M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Paszkiewicz R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1] Kwon Y.B., Je J.H., Ruterana P., and Nouet G., On the origin of aa-type threading dislocations in GaN layers, Journal of Vacuum Science & Technology A 23 (2005), 1588
• [2] Simpkins B.S., Yu E.T., Waltereit P. and Speck J.S., Correlated scanning Kelvin probe and conductive atomic force microscopy studies of dislocations in gallium nitride, J. Appl. Phys., 94 (2003), 1448
• [3] Bhushan B. (Ed.), Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology 2, Springer International Publishing AG, 2011
• [4] Szyszka A., Obłąk M., Szymański T., Wośko M., Dawidowski W., Paszkiewicz R., Scanning Capacitance Microscopy characterization of AIIIBV epitaxial layers, Materials Science- Poland 34 (2016), 845
• [5] Szymański T., Wośko M., Wzorek M., Paszkiewicz B. and Paszkiewicz R., Origin of surface defects and influence of an in situ deposited SiN nanomask on the properties of strained AlGaN/GaN heterostructures grown on Si(111) using metal– organic vapour phase epitaxy, CrystEngComm, 18 (2016), 8747
• [6] Smith K.V., Yu E.T., Redwing J.M. and Boutros K.S., Scanning capacitance microscopy of AlGaN/GaN heterostructure fieldeffect transistor epitaxial layer structure, Appl. Phys. Lett. 75 (1999), 2250
• [7] Koley G. and M.G. Spencer, Scanning Kelvin probe microscopy characterization of dislocations in III-nitrides grown by metalorganic chemical vapor deposition, Phys. Lett., 78 (2001), 2873
• [8] Protasov D.Yu., Malin T.V., Tikhonov A.V., Tsatsulnikov A.F., and Zhuravlev K.S., Electron scattering in AlGaN/GaN heterostructures with a two-dimensional electron gas, Semiconductors, 47 (2013), 33
• [9] Hsu J.W.P., Ng H.M., Sergent A.M., Chu S.N.G., Scanning Kelvin force microscopy imaging of surface potential variations near threading dislocations in GaN, Appl. Phys. Lett., 81 (2002), 3579

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).