III-V半导体器件

III-V半导体器件

Veec雷竞技官方网址o / CNTFIJI®一直处于III-V设备最近进步的最前沿。这包括沉积III-V材料,如Aln,Inn和GaN,通过原子层外延(ALE),类似AlxGa1-xn和inlxal1-xn等偶联的器件质量三元化合物的外延生长,沉积缓冲层以使杂外延和生长栅极电介质和钝化层。

ALD enabled III-V devices: Epitaxial growth, multicomponent films, passivation layers

Epitaxial growth of device quality AlN [2], InN [1] and GaN [3] has recently been demonstrated in an Veeco/CNT Fiji®. In Fig.1 below, HRTEM and IFFT confirms crystalline InN aligned with a-sapphire. Fig.2 shows the high quality of AlN grown on GaN – the FWHM of the rocking curve is 670 arc sec for a 37nm film – this is comparable to 1.6μm grown by MBE (420 arc sec) .

高电子迁移率晶体管基于在格子匹配的半导体之间的界面处形成高迁移率2D电子气体。表1显示了在所有ALD HEMT装置(ALE GaN / ALE AlGaN / Ald Al2O3)中的低载体浓度和高迁移率,指示存在2D电子气体的存在。另外,由于ALE-ALN的表面钝化,HEMT器件性能改进已经显示[5]。杂化石墨烯/ III-N异质结构已经生长[6],其通过低温的ALD而能够保持石墨烯的表面官能化。


图1:Sapphire酒店[1]


图2:来自ALN / GAN / A-Sapphire的峰[2]

ALD Benefits for III-V Devices

  • 低沉积温度
  • 合金的易于生长,包括先前未访问的阶段
  • 沉积在纳米电线等3D结构上

Table-1: HEMT devices via ALD/ALE [4]

样本 μ(cm.2/ V-S) ns(cm.-2
AL.GA.N / GaN 1042. 1.6 x 1012.
AL.2O.3./ Al0.27GA.0..73N / GaN 871. 6.0 x 1011.

参考文献 - 最近在Veeco CNT ALD平台上完成的出版物雷竞技官方网址

  1. 尼泊尔,N.,Anderson,V.R.,Hite,J.K。&Eddy,C.R.,JR。在低温下通过等离子体辅助原子层外延进行III-N三元薄膜的生长和表征。薄的实体薄膜1卷(2015)。doi: 10.1016 / j.tsf.2015.04.068
  2. O.zgit-Akgun, C. et al. Fabrication of flexible polymer–GaN core–shell nanofibers by the combination of electrospinning and hollow cathode plasma-assisted atomic layer deposition.J. Mater. Chem.C(2015)。DOI:10.1039 / C5TC00343A
  3. Altuntas,H.,Ozgit-Akgun,C.,Donmez,I.&Biyikli,N。等离子体增强原子层的电流运输机制沉积AlN薄膜。J Appl Phys117,155101 (2015).
  4. oconnor,E.等人。形成气体退火对N和P-IN0.53GA0.47AS电容器的反应响应和少数载流子生成的影响。微电子ENG.(2015). doi:10.1016/j.mee.2015.04.103
  5. Kao,E.,Yang,C.,Warren,R.,Kozinda,A.&Lin,L.钛氮化钛涂覆的电化学超级电容器碳纳米管电极。换能器2015 - 2015年第18届国际固态传感器,执行器和微系统会议498-501(2015)。DOI:10.1109 /换能器.2015.7180969
  6. Haider,A.,Ozgit-Akgun,C.,Goldenberg,E.,Okyay,A.K.和Biyikli,N.通过顺序注射三乙基硼和N 2 / H 2plasma的六边形氮化物的低温沉积。J Am Ceram Socn / a-n / a(2014)。DOI:10.1111 / Jace.13213
  7. Assaud,L.,Pitzschel,K。,Hanbucken,M.&Santinacci,L.通过热和等离子体增强的原子层沉积生长的高度共形锡薄膜。ECS核心稳态科技杂志3,P253-P258(2014)。
  8. Koehler, A. D., Nepal, N., Anderson, J. T., Hobart, K. D. & Kub, F. J. Investigation of AlGaN/GaN HEMTs Passivated by AlN Films Grown by Atomic Layer Epitaxy. in 135 (2013).
  9. O.zgit-Akgun, C., Donmez, I. & Biyikli, N. (Invited) Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition of III-Nitride Thin Films.ECS交易58,289-297(2013)。
  10. Eddy, C. R., Jr, Nepal, N., Hite, J. K. & Mastro, M. A. Perspectives on future directions in III-N semiconductor research.作者:王莹,中国真空科技A-VICUUM表面和薄膜CHINESE3.1,0.58501 (2013).
  11. 尼泊尔,N。等。电子器件外延生长III族氮化物/石墨烯异质结构。Appl Phys Express6,0.61003 (2013).
  12. 尼泊尔,N。等。通过等离子体辅助原子层外延立方和六边形INN薄膜外延生长。渐变生长依次13,1485–1490 (2013).
  13. Ozgit-akgun,C.,Kayaci,F.,Donmez,I.,Uyar,T.&Biyikli,N.基于模板的氮化铝中空纳米纤维通过等离子体增强原子层沉积的合成。J Am Ceram Socn / a-n / a(2012)。DOI:10.1111 / Jace.12030 <
  14. Ozgit,C., Donmez, I., Alevli, M. & Biyikli, N. Atomic layer deposition of GaN at low temperatures.J Vac SCI Technol A.3.0.,(2012)。
  15. Biyikli,N.,Ozgit,C.&Donmez,I。通过等离子体增强原子层沉积,III-氮化物薄膜的低温自限制生长。Nanosci Nanotechnol Lett.4,1008–1014 (2012).
  16. Ozgit,C., Donmez, I., Alevli, M. & Biyikli, N. Atomic layer deposition of GaN at low temperatures.J Vac SCI Technol A.3.0.,0.1A124 (2012).
  17. AL.evli, M., Ozgit, C., Donmez, I. & Biyikli, N. Structural properties of AlN films deposited by plasma-enhanced atomic layer deposition at different growth temperatures.物理。统计。索尔。(一种)20.9,266–271 (2011).
  18. Alevli,M.,Ozgit,C.,Donmez,I.&Biyikli,N。N2 / H2和氨N源材料对等离子体增强原子层沉积生长的ALN膜的光学和结构性能的影响。J Cryst Growth335,51-57(2011)。
  19. ALEVLI,M.,Ozgit,C.&Donmez,I。生长温度对由原子层沉积生长的AlN膜性能的影响。Acta Physica Polonica A.(2011)。
  20. Ozgit,C.,Donmez,I.&Biyikli,N.在低温下的GaN自我限制生长。Acta Physica Polonica A.(2011)。