Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Thermally activated defect transformations in III-V compound semiconductors

100%

Turos A. , Stonert A. , Breeger B. , Wendler E. , Wesch W.

Nukleonika

|

1999

|

tom Vol. 44, nr 2

93-102

EN

Defect properties are usually studied by the analysis of their thermally activated transformations. In this paper the results of the first RBS/channeling study of the simple defect behavior in the GaAs single crystals and AlxGa1-xAs epitaxial layers irradiated at 77K and annealed at temperatures ranging from 77 to 650K are presented. Two important recovery stages at 280 and 450K were revealed. They were attributed to the defect mobility in the Ga- and As-sublattice, respectively. The structure of defects and their properties are discussed and the comparison with findings obtained using other analytical techniques is made.

PL

Własności defektów strukturalnych są zazwyczaj badane na drodze analizy ich termicznie aktywowanych przemian. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów własności defektów prostych w monokryształach GaAs i warstwach epitaksjalnych AlGaAs bombardowanych jonami azotu w temperaturze 77K i wygrzewanych w przedziale temperatur od 77K do 650K. Zaobserwowano dwie granice ruchliwości defektów w temperaturach 280K i 450K. Zostały one przyporządkowane ruchliwości defektów odpowiednio w podsieci Ga i As. Przedstawiono hipotezy odnośnie struktury tych defektów i porównano je z obserwacjami uzyskanymi za pomocą innych metod pomiarowych.

2

Azotek krzemu stosowany w technologii planarnych fotodiod wykonanych na bazie InP

86%

Zynek J. , Hejduk K. , Klima K. , Możdżonek M. , Stonert A. , Turos A. , Rzodkiewicz W.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

tom T. 36, nr 4

95-113

PL

Przeprowadzono badania warstw azotku krzemu osadzonych na płytkach z fosforku indu metodą PECVD (Plasma Enhanced Chemical Yapor Deposition) z wykorzystaniem do wytwarzania plazmy dwóch generatorów pracujących na różnych częstotliwościach. Celem badań było ustalenie warunków wytwarzania warstw azotku krzemu stosowanych w technologii planarnych fotodiod wykonanych na bazie InP, w których obszarem absorpcyjnym są studnie kwantowe z InxGa1-xAs. Warstwy azotku krzemu były osadzane w temperaturach pomiędzy 250°C i 300°C. Podstawą do oceny wytworzonych warstw były wyniki badań: ich składu chemicznego, struktury, współczynnika załamania, poziomu naprężeń, rezystywności, wytrzymałości dielektrycznej, stałej dielektrycznej i efektywnej gęstości powierzchniowej ładunków elektrycznych. Stwierdzono, że warstwy osadzane w temperaturze 250°C mają najlepszą strukturę, dobrze spełniają rolę maski w procesie selektywnej dyfuzji cynku, a właściwości elektryczne umożliwiają wykorzystanie ich do pasywacji powierzchni bocznych złącz p-n, pod warunkiem zastosowania odpowiedniego cyklu wygrzewań po procesie osadzania.

EN

Silicon nitride films, deposited on InP wafers by the PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method, have been investigated in terms of their applicability in the technology of InP based planar photodiodes with the InxGa1-xAs quantum well absorption region. In order to compensate the mechanical stress in the films, the plasma was excited by two radio-frequency sources operating at frequencies of 13,56 MHz and 100 kHz. The films were deposited at different temperatures in the range of 250 - 300°C. The chemical composition of all examined films, determined by the RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) method, is very close to that of stoichiometric Si3N4. The films contain a large amount of hydrogen. The hydrogen content, evaluated by the NRA (Nuclear Reactions Analysis) technique, exceeds 30 %. The silicon nitride films deposited at 300°C have grown much faster on InP wafers than on Si wafers placed beside these and the structure of both films is different. As the films deposited on Si are amorphous with smooth surfaces, the films deposited on InP are heterogeneous with rough surfaces. These last ones exhibit lower Si-N bond concentration, lower refractive index, higher extinction coefficient, lower resistivity and lower dielectric breakdown strength than the films deposited on silicon. Deterioration of the film quality is caused probably by the reaction of phosphorus, released from the InP substrate at the beginning of the deposition process, with deposited SiNx:H. Such films should not be used in the fabrication of InP based planar photodiodes. When the deposition temperature decreases, the properties of silicon nitride films improve. Their structure becomes more homogeneous and the Si-N bond concentration increases. The silicon nitride films deposited on InP at 250°C have the same amorphous structure and the same Si-N bond concentration, determined from FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) absorption characteristics, as the films deposited on silicon. They exhibit the highest refractive index, the lowest extinction coefficient, the highest resistivity and the highest dielectric breakdown strength. These films are continuous, they do not crack during thermal processes and they can be applied as masking layers for the selective Zn diffusion used to form the p-n junctions. Unfortunately the films deposited at 250°C have the highest hydrogen content and the highest effective charge density. These films cannot be applied directly to passivate the p-n junction side surfaces. Measurements of hydrogen depth profiles and of FTIR absorption characteristics have revealed that the amount of hydrogen and of Si-N, Si-H and N-H bonds changed during annealing. An analysis of C-V characteristics of Al/Si3N4:H/InP MIS capacitors containing these films has shown, that annealing of the Si3N4:H films reduced the electronic defect state density at the Si3N4:H/InP interface. It is possible to take advantage of the thermal instability of silicon nitrides deposited by the PECVD method and to reduce the trap state density and the effective charge density by proper annealing processes. These investigations have enabled us to achieve reverse current values as low as 4 - 15 pA at the voltage of - 5 V and 200 - 500 pA at the voltage of -50 V for planar InP diodes with the 320 um diameter p-n junction. A high yield of 90 % is obtained. These results make a good base for development of planar photodiodes with InxGa1-xAs quantum wells inserted into the depletion region of the InP p-n junction.

3

Imperfections of SOI films prepared by wafer bonding and layer exfoliation

86%

Gawlik G. , Piątkowski B. , Jagielski J. , Stonert A. , Grotzschel R. , Mirowski T.

Electron Technology

|

1999

|

tom Vol. 32, No. 1/2

138-141

EN

The <100> oriented n-type Si wafers of the diameter of 2 inches with resistivity of p = 6 ÷ 9 Ω ⋅ cm covered by 100nm SiO₂ film were subjected to 100 keV₂⁺ ion implantation with dose of 5 ÷ 6⋅10¹⁶H/cm². After implantation Si wafers were bonded with unimplantae oxidized (100nm SiO₂) Si substrates. In some cases surface oxide was removed from implanted wafers before wafer bonding. Exfoliation was performed in air during 1 h annealing at about 650°C. Some samples were subjected to the second step of the annealing at 1100°C for 1 h in Ar atmosphere. The exfoliated surface roughness estimated from AFM and profilometric measurements is about 20 ÷ 30 nm. Defect level in the crystal lattice was determined by RBS/channelling techique. The exfoliation process at 650°C leads to a defected surface layer. After annealing at 1100°C almost all defects in the SOI body generated by ion implantation and splitting formation are annealed out. The C-V characteristics of MOS capacitors prepared from materials annealed at 650°C indicate a presence of an electric charge built in the SOI structure. The results presented here show that high temperature annealing is indispensable for improving parameters of Silicon-On-Insulator (SOI) material.

4

Wpływ zastosowania wysokotemperaturowej warstwy zarodkowej AIN na właściwości GaN osadzanego na podłożach szafirowych

72%

Lenkiewicz D. , Strupiński W. , Zdunek K. , Ratajczak R. , Stonert A. , Borysiuk J. , Caban P. , Dumiszewska E. , Kościewicz K. , Wesołowski M.

Materiały Elektroniczne

|

2007

|

tom T. 35, nr 3-4

5-18

PL

Warstwy epitaksjalne związków półprzewodnikowych typu AIII-N są szeroko stosowane w przyrządach optoelektronicznych i mikrofalowych między innymi takich jak diody elektroluminescencyjne, detektory UV i tranzystory HEMT. Wskutek niedopasowania sieciowego pomiędzy warstwą a podłożem szafirowym istnieje konieczność stosowania przejściowej niskotemperaturowej warstwy zarodkowej. Typowa temperatura wzrostu warstwy zarodkowej (~550°C) jest znacznie niższa od temperatury wzrostu dalszych warstw aplikacyjnych przyrządu (≥ 1070C). Podczas zwiększania temperatury, w warstwie zarodkowej zachodzi przemiana struktury kubicznej w heksagonalną, której towarzyszy tworzenie się defektów strukturalnych (błędów ułożenia), co prowadzi do pogorszenia się parametrów przyrządu. Niniejsza praca koncentruje się na otrzymaniu warstwy zarodkowej w wyższej temperaturze z pominięciem niekorzystnego etapu zmiany struktury. Zastosowanie takiej warstwy zarodkowej z A1N pozwala na otrzymanie stabilnej struktury heksagonalnej o niskiej gęstości defektów strukturalnych oraz otwiera możliwość natychmiastowego dwuwymiarowego wzrostu warstwy aplikacyjnej GaN. Analizowane warstwy GaN charakteryzują się znacznie mniejszą szerokością połówkową rentgenowskiego widma dyfrakcyjnego dla promieniowania odbitego w kierunku <0002> oraz znacznie wyższą rezystywnością w porównaniu do warstw GaN otrzymanych metodą dwuetapową. W pracy przedstawiono wyniki badań wysokotemperaturowej warstwy zarodkowej oraz wpływu warunków jej wzrostu na strukturę krystaliczną i właściwości elektryczne warstw GaN. Zaprezentowano możliwość uzyskania wysokorezystywnych warstw GaN na podłożach szafirowych. Zaobserwowano znaczący wpływ temperatury wzrostu na właściwości heterostruktur wykorzystujących związki typu GaN.

EN

The III-N compounds are widely used for manufacturing optoelectronic and microwave devices such as electroluminescent diodes, UV detectors and HEMTs. Application of the lattice-mismatched sapphire substrates requires using low-temperature transition nucleation layers. Typically, the growth temperature of a nucleation layer is 550°C and highly differs from that of the subsequent application layer equal to 1070°C. The temperature increase has a detrimental effect on the structure of the nucleation layer. As a result, more lattice defects, such as interstitials, dislocations and stacking faults are formed in the application layer leading in consequence to deterioration of the device parameters. Present work concentrates on the development of a high-temperature nucleation layer and elimination of the harmful effect of the high temperature. The application of such A1N nucleation layer allows us to obtain a stable hexagonal structure with lower defect density, and it opens up also a possibility for an immediate two-dimensional growth of GaN application layer. The studies of high-temperature nucleation layers properties, their growth conditions and structural and electrical parameters of GaN application layers have been performed. The possibility to obtain the GaN layers with a high-resistivity using sapphire substrates and the AIN nucleation layers has been shown.