Analyse van Contact Interfaces for Single GaN Nanodraad Devices

Samenvatting

Een techniek ontwikkeld die Ni / Au contact metaal films verwijdert uit hun substraat te laten voor het onderzoek en karakterisering van het contact / substraat en contact / NW interfaces van enkele GaN nanodraad apparaten.

Samenvatting

Single GaN nanodraad (NW) inrichtingen gefabriceerd op _SiO2 een sterke afbraak vertonen na het uitgloeien door het optreden van holtevorming in de contactpunten / SiO ₂ interface. Deze leegte formatie kan kraken en delaminatie van de metalen film, die de weerstand kunnen verhogen of leiden tot een complete mislukking van de NW apparaat veroorzaken. Om de problemen in verband met vorming van holtes te pakken, werd een techniek ontwikkeld die Ni / Au contact metaal films verwijdert van de substraten om voor het onderzoek en karakterisering van het contact / substraat en contact / NW interfaces van enkele GaN NW apparaten. Deze procedure bepaalt de mate van hechting van de contactfilms aan het substraat en NWs en maakt de karakterisering van de morfologie en samenstelling van het contact interface met het substraat en nanodraden. Deze techniek is ook handig voor de beoordeling van het bedrag van de resterende verontreiniging die overblijft uit de NW schorsing eennd van fotolithografische processen op de NW-SiO ₂ oppervlak voorafgaand aan metalen afzetting. De gedetailleerde stappen van deze werkwijze gepresenteerd voor het verwijderen versmolten Ni / Au contacten met Mg gedoteerde GaN NWs op een _SiO2 substraat.

Inleiding

Single-NW's zijn gemaakt door dispergeren van een NW suspensie op een isolerend substraat en het vormen van contactgaten op het substraat via conventionele fotolithografie en metaal depositie, waardoor willekeurig gevormde twee-eindapparaten. Een dikke _SiO2-film op een Si wafer wordt meestal gebruikt als een isolerend substraat ^1,2. Voor metalen afgezet op een _SiO2 oppervlak een gemeenschappelijk probleem gevolg van warmtebehandeling is het optreden van holtevorming in de metaal / SiO ₂ interface. Naast kraken en delaminatie van de metaalfilm kan deze holtevorming negatieve invloed op de prestaties toestel tegen een ver....

Protocol

De GaN NWs gebruikt in deze experimenten werden gegroeid zonder katalysator moleculaire bundel epitaxie (MBE) op Si (111) substraten ^9. De algemene procedure voor het bereiden NW suspensie van het substraat met als volwassen NWs wordt geïllustreerd in figuur 1.

1. Nanodraad Suspension Voorbereiding

1. Splitsen een kleine (<5 mm x 5 mm) stukje als volwassen NWs op het substraat.
2. Vul een kleine afgesloten flesje met ongeveer 1 ml isopropanol (IPA).
3. Leg de gesplitste stuk in de flacon, de dop sluiten en ultrasone trillingen gedurende ongeveer 30 seconden om de NWs van het substraat te v....

Resultaten

Een voorbeeld van SEM analyse van uitgegloeid Ni / Au films uit de _SiO2 substraat met koolstof band getoond in figuur 4. Het oppervlak van een Ni / Au contact vóór verwijdering is weergegeven in figuur 4A. De onderzijde van hetzelfde gebied van dat Ni / Au film na verwijdering wordt in Figuur 4B. Vergelijking van het oppervlak en onderzijde morfologie te bepalen of er een relatie tussen de twee. Wanneer bijvoorbeeld de twee beelden worden vergeleken, blijkt d.......

Discussie

De gepresenteerde techniek maakt het mogelijk voor de analyse van de contactpersoon / substraat en contact / NW microstructuur van enkele NW apparaten. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn de lage kosten en eenvoud. Het staat voor kwalitatieve en kwantitatieve analyse van de contactinterface op grote schaal met het substraat en op een submicrometer schaal met individuele NWs. Het gebruik van koolstof tape voor de film verwijderen en SEM pin stubs voor voorbeeld montage maakt het mogelijk voor analyse met be.......

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
REAGENTEN EN MATERIALEN
Lift-off resist	MicroChem	LOR 5A	Varieert afhankelijk van toepassing
Fotoresist	Shipley	1813	Varieert afhankelijk van toepassing
Ontwikkelaar	Rohm and Haas Electronic Materials	MF CD-26	Varieert afhankelijk van toepassing
Fotoresist stripmiddel	MicroChem	Nano Remover PG	Varieert afhankelijk van toepassing
Ni-bron	International Advanced Materials	99,999% zuiverheid
Au-bron	International Advanced Materials	99,999% zuiverheid
SiO2/Si-wafers	Silicon Valley Microelectronics	3-inch <100> N/As 0,001-0,005 ohm-cm, 200 nm thermische oxide
Koolstoftape	SPI Supplies	5072, 8 mm breed
Oplosmiddelen zijn standaard halfgeleider of onderzoekskwaliteit. Leverancier is niet belangrijk voor het experimentele resultaat.
Reactieve ionen etch gassen en thermische annealing gassen zijn hoog zuiverheidsgraad. Leverancier is niet belangrijk voor het experimentele resultaat.
APPARATUUR
Ultrasoon reinigingsapparaat	Cole-Palmer	EW-08849-00	Laag vermogen
Micropipet	Rainin	PR-200	Gedoseerde, wegwerp tips
Reactieve ionen etchapparaat	SemiGroup	RIE 1000 TP	Andere leveranciers worden ook gebruikt met verschillende procesparameters
Masker aligner	Karl Suss	MJB3	Andere leveranciers worden ook gebruikt met verschillende procesparameters
UV ozon reinigingsapparaat	Jelight	Model 42	Andere leveranciers worden ook gebruikt met verschillende procesparameters
E-beam evaporator	CVC	SC-6000	Andere leveranciers worden ook gebruikt met verschillende procesparameters
* Fabrikanten en productnamen worden uitsluitend ter wille van de volledigheid vermeld. Deze specifieke vermeldingen vormen noch een goedkeuring van het product door NIST, noch impliceren ze dat soortgelijke producten van andere bedrijven minder geschikt zouden zijn.