Name: analysis of contact interfaces for single gan nanowire devices
Uploaded: 2013-11-15T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices at JoVE.com

Forfatterne vil gerne anerkende de personer i Quantum Electronics og Photonics Division i National Institute of Standards and Technology i Boulder, CO for deres bistand.

Gan NWS anvendt i disse eksperimenter blev dyrket ved katalysatorfri molekylær epitaxy (MBE) på Si (111) substrater 9. Den generelle procedure for udarbejdelse af NW suspension fra underlaget med det som dyrkede NWS er illustreret i figur 1.. 1.. Nanotråd Suspension Forberedelse <ol><li> Spalte en lille (&lt;5 mm x 5 mm) stykke af som dyrkede NWS på substratet. </li><li> Fyld en lille hætteglas med omkring 1 ml isopropanol (IPA). </li><li> Placer kløvet st...

<ol>
	<li>Lu, W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiconductor+nanowires.">Semiconductor nanowires.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).</li><li>Mater Res, A. n. n. u. R. e. v. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 34, 83-122 (2004).</li><li>Pettersen, S. V., Grande, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+electronic+properties+of+oxygen+annealed+Au/Ni+and+Pt/Ni+contacts+to+p-type.">Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type.</a> 22, 186-193 (2007).</li><li>Chen, L. C., Ho, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+Heat+Treatment+on+Ni/Au+Ohmic+Contacts+to+p-Type.">The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type.</a> 176, 773-777 (1999).</li><li>Liday, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+NiOx-based+contacts+on+p-GaN.">Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).</li><li>Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+epitaxial+Au/Ni/Au+ohmic+contacts+to+p-GaN.">Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).</li><li>Ho, J. K., Jong, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-resistance+ohmic+contacts+to+p-type+GaN+achieved+by+the+oxidation+of+Ni/Au+films.">Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films.</a> J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).</li><li>Herrero, A. M., Blanchard, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructure+evolution+and+development+of+annealed+Ni/Au+contacts+to+GaN+nanowires.">Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires.</a> Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).</li><li>Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneously+grown+GaN+and+AlGaN+nanowires.">Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires.</a> J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).</li><li>Herrero, A. M., Bertness, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+Dispersion+and+Surface+Pretreatment+for+Single+GaN+Nanowire+Devices.">Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices.</a> J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).</li></ol>

Teknikken præsenteres muliggør analyse af kontakten / substrat og kontakt / NW mikrostruktur af enlige NW-enheder. De vigtigste fordele ved denne teknik er dens lave omkostninger og enkelhed. Det giver mulighed for kvalitativ og kvantitativ analyse af kontakten interface på en stor skala med underlaget samt en submicrometer skala med individuelle NWS. Brugen af ​​carbon tape til filmfjernelse og SEM pin stubs for prøve montering gør det muligt for analyse ved anvendelse af teknikker til karakterisering, der kr?...

Single-NW-enheder er fremstillet ved at dispergere en NW suspensionen på et isolerende substrat og danner kontaktflader på substratet via konventionel fotolitografi og metaludfældning, hvilket resulterer i tilfældigt dannede to-terminal. En tyk SiO2 film på en Si wafer anvendes typisk som et isolerende substrat 1,2. For metaller afsat på et SiO 2 overflade, et almindeligt problem som følge af varmebehandling er forekomsten af hulrumsdannelse på metal / SiO 2 interface. Ud over at revnedannelse og delaminering af metalfilm, kan dette tomrum dannelse negativ indflydelse enhedens funktion af en stigning i modstand forårsaget af en reduktion af kontaktareal. Ni / Au kontakter oxideret i N 2 / O 2 atmosfærer er fremherskende kontakt ordningen anvendes på p-gan 3-7. Under varmebehandling i en N 2 / O 2, Ni diffunderer til overfladen til dannelse af NiO og Au diffunderer ned tilsubstratoverfladen. I dette arbejde blev overdreven ugyldig dannelse ved kontakt / NW og kontakt / SiO 2 interfaces vist at forekomme under udglødning af Ni / Au kontaktpersoner til NWS på SiO 2 8. Overfladen morfologi udglødet Ni / Au film, dog ikke angive eksistensen af ​​hulrum eller i hvilken grad hulrumsdannelse har fundet sted. For at løse dette problem, har vi udviklet en teknik til fjernelse af Ni / Au kontakter og GAN NWS fra SiO 2 / Si substrater for at analysere grænsefladen af kontakt med underlaget og NWS. Denne teknik kan anvendes til fjernelse af enhver kontakt struktur, der har dårlig adhæsion til substratet. De Ni / Au film med GAN NWS indlejret i dem er fjernet fra SiO 2 substrat med carbon tape. Kulstof båndet er klæbet til en standard pin mount til karakterisering ved hjælp af scanning elektronmikroskopi (SEM) sammen med flere andre værktøjer. Den detaljerede procedure for fabrication af enlige GaN NW enheder og analyse af deres kontakt-interface morfologi beskrives.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS and MATERIALS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lift-off resist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>LOR 5A</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td>Shipley</td>
			<td>1813</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Rohm and Haas Electronic Materials</td>
			<td>MF CD-26</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist stripper</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>Nano Remover PG</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiO2/Si wafers</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics</td>
			<td>3-inch &#60;100&#62; N/As 0.001-0.005 Ohm-cm, 200 nm thermal oxide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon tape</td>
			<td>SPI Supplies</td>
			<td>5072, 8 mm wide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solvents are standard semiconductor or research grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reactive ion etch gases and thermal annealing gases are high purity grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>EW-08849-00</td>
			<td>Low power</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>PR-200</td>
			<td>Metered, disposal tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive ion etcher</td>
			<td>SemiGroup</td>
			<td>RIE 1000 TP</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB3</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV ozone cleaner</td>
			<td>Jelight</td>
			<td>Model 42</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam evaporator</td>
			<td>CVC</td>
			<td>SC-6000</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>* Manufacturers and product names are given solely for completeness. These specific citations neither constitute an endorsement of the product by NIST nor imply that similar products from other companies would be less suitable.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of contact interfaces for single gan nanowire devices

Single GaN Nanotråd (NW) enheder fremstillet på SiO2 kan udvise en stærk nedbrydning efter udglødning på grund af forekomsten af hulrumsdannelse på kontaktstedet / SiO 2 interface. Dette tomrum dannelse kan forårsage revnedannelse og delaminering af metalfilm, som kan øge resistens eller føre til en fuldstændig svigt af NW-enheden. For at løse problemer i forbindelse med ugyldig dannelse blev en teknik udviklet som fjerner Ni / Au kontakt metalfilm fra substrater at give mulighed for undersøgelse og karakterisering af kontakten / substrat og kontakt / NW grænseflader enkelt GaN NW-enheder. Denne procedure bestemmer graden af ​​vedhæftning af kontaktoplysningerne film til underlaget og NWS og giver mulighed for karakterisering af morfologi og sammensætning af kontakten interface med underlaget og nanotråde. Denne teknik er også nyttig til at vurdere størrelsen af ​​restforurening, der forbliver fra NW suspension and fra fotolitografisk processer på NW-SiO2 overfladen forud for metal deposition. De detaljerede trin i denne procedure er præsenteret for fjernelse af udglødet Ni / Au kontakter til Mg-doped GaN NWS på en SiO 2 substrat.

Et eksempel på SEM-analyse på annealede Ni / Au film fjernet fra SiO2 underlaget med carbon tape er vist i fig. 4. Overfladen af en Ni / Au kontakt før fjernelse er vist i figur 4A. Undersiden af det samme område af den pågældende Ni / Au filmen efter fjernelse er vist i figur 4B. Sammenligning af overfladen og undersiden morfologi kan hjælpe med at afgøre, om der er en sammenhæng mellem de to. For eksempel når de to billeder sammenlignes, kan det s...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices at JoVE.com

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

En teknik blev udviklet som fjerner Ni / Au kontakt metalfilm fra deres substrat at give mulighed for undersøgelse og karakterisering af kontakten / substrat og kontakt / NW grænseflader enkelt GaN Nanotråd enheder.

Analyse af kontaktflader til enlige GaN Nanotråd Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Enkeltlags Kontakt doping af silicium overflader og nanotråde Brug organophosphorforbindelser

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Termiske Måleteknikker i Analytical mikrofluidenheder

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Uden kerner Vækst af Bismuth nanowire Array via Vakuum Termisk fordampning

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Opløsningsmiddel Bonding til Fabrikation af PMMA og COP mikrofluidenheder

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) -baseret metode til kvantitativ evaluering af fremadrettet og bagudlysudspredning fra intraokulære linser

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisteret dielektroforesis: En billig metode til fremstilling af højtydende løsning-bearbejdes Nanotråd enheder

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Atmosfærisk tryk fabrikation af store lag rektangulære SnSe flager

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics

Fabrikation af refraktive-index-matchede enheder for biomedicinsk mikrofluidik

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

Fabrikation af robust nanoskala kontakt mellem en sølv Nanowire elektrode og CdS buffer lag i Cu (in, GA) Se2 tynde film solceller

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

Crack overvågning i resonans træthed afprøvning af svejsede prøver ved hjælp af digital billed korrelation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...