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

Die Autoren möchten die Menschen in der Quantenelektronik und Photonik-Division der National Institute of Standards and Technology in Boulder, CO für ihre Unterstützung zu bestätigen.

Die GaN-Nanodrähte in diesen Experimenten verwendet wurden katalysatorfreie Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) auf Si (111)-Substraten aufgewachsen 9. Das allgemeine Verfahren zur Herstellung der NW-Suspension aus dem Substrat mit dem aufgewachsenen Nanodrähte ist in Abbildung 1 dargestellt. 1. Nanodraht Hänge Vorbereitung <ol><li> Spaltet ein kleines (&lt;5 mm x 5 mm) Stück der aufgewachsenen Nanodrähte auf dem Substrat. </li><li> Füllen Sie eine kleine versc...

<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>

Das vorgestellte Verfahren erlaubt die Analyse des Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW Mikrostruktur der einzelnen NW Geräte. Die Hauptvorteile dieses Verfahrens sind die geringen Kosten und die Einfachheit. Es ermöglicht die qualitative und quantitative Analyse der Kontaktschnittstelle in großem Umfang mit dem Substrat als auch auf einem Submikrometer-Maßstab mit individuellen Nanodrähte. Die Verwendung von Kohlenstoffband für den Film Entfernung und SEM Stift Stubs für Probenmontage machen es möglich, Analyse ...

Single-NW Vorrichtungen durch Dispergieren eines NW Suspension auf einem isolierenden Substrat und Ausbilden von Kontaktflecken auf dem Substrat durch herkömmliche Photolithographie-und Metallabscheidung, die in dem Zufallsprinzip gebildet zwei Endgeräten Ergebnisse gemacht. Eine dicke SiO 2-Schicht auf einem Si-Wafer wird in der Regel als ein isolierendes Substrat 1,2 verwendet. Für Metalle auf einem SiO 2-Oberfläche abgeschieden wird, ist ein häufiges Problem, eine Wärmebehandlung das Auftreten von Hohlraumbildung an der Metall / SiO 2-Grenzfläche. Zusätzlich zu Rissbildung und Delamination der Metallfolie kann diese Hohlraumbildung negativ auf die Leistung der Vorrichtung von einer Zunahme im Widerstand durch eine Verringerung der Kontaktfläche verursacht wird. Ni / Au-Kontakte in N 2 / O 2-Atmosphäre oxidiert wird, die vorherrschende Kontaktschema p-GaN 3-7 aufgebracht. Während der Wärmebehandlung in einer N 2 / O 2, die Ni diffundiert an die Oberfläche zu NiO und die Au diffundiert bis zu der FormSubstratoberfläche. In dieser Arbeit wurde überschüssiges Hohlraumbildung an den Kontakt / NW und Kontakt / SiO &amp;sub2;-Schnittstellen gezeigt, während des Anlassens des Ni / Au-Kontakte auf Nanodrähte auf SiO 2 8 liegen. Die Oberflächenmorphologie des geglühten Ni / Au-Schicht, aber nicht auf die Existenz von Lücken oder den Grad der Hohlraumbildung stattgefunden hat. Um dieses Problem zu lösen, haben wir eine Technik zur Entfernung von Ni / Au-Kontakte und GaN Nanodrähte aus SiO 2 / Si-Substrate, um die Schnittstelle der Kontakt mit dem Substrat und Nanodrähte zu analysieren. Diese Technik kann für die Entfernung von jeder Kontaktstruktur, die eine schlechte Haftung auf dem Substrat verwendet werden. Die Ni / Au-Filmen mit GaN Nanodrähte in diese eingebettet werden aus dem SiO 2-Substrat mit Kohlenstoffband entfernt wird. Das Kohlenstoffband auf eine Standardstifthalterung geklebt zur Charakterisierung unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie (SEM), zusammen mit einigen anderen Werkzeugen. Das Verfahren für die Fabrication einzelner GaN NW Geräte und Analyse ihrer Morphologie Kontaktschnittstelle beschrieben.

<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

Einzel GaN Nanodraht (NW)-Geräte auf SiO 2 hergestellt werden kann, eine starke Verschlechterung nach dem Glühen auf das Auftreten von Hohlraumbildung an der Kontakt / SiO 2-Grenzfläche aufweisen. Dieses Hohlraumbildung kann zu Rissen und Delamination des Metallfilms, die den Widerstand zu erhöhen oder zu einem vollständigen Ausfall der NW Gerät. Um Probleme mit Hohlraumbildung verbunden begegnen, wurde eine Technik entwickelt, die Ni / Au Kontaktmetallschichten entfernt von den Substraten für die Untersuchung und Charakterisierung der Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW-Schnittstellen der einzelnen GaN NW Geräten zu ermöglichen. Dieses Verfahren bestimmt den Grad der Haftung der Kontaktschichten auf dem Substrat und Nanodrähte und ermöglicht die Charakterisierung der Morphologie und Zusammensetzung der Kontaktgrenzfläche mit dem Substrat und Nanodrähten. Diese Technik ist auch nützlich für die Bewertung der Menge des Restverunreinigung, die aus der Suspension eine NW bleibtnd von Photolithographie-Prozesse auf der NW-SiO 2-Oberfläche vor der Metallabscheidung. Die einzelnen Schritte dieses Verfahrens sind für die Entfernung von geglühten Ni / Au-Kontakte auf Mg-dotierten GaN Nanodrähte auf einem SiO 2-Substrat dargestellt.

Ein Beispiel für die SEM-Analyse auf geglüht Ni / Au-Schichten aus dem SiO 2-Substrat mit Kohlenstoffband entfernt wird, in Fig. 4 gezeigt. Die Oberfläche einer Ni / Au-Kontakt vor der Entfernung ist in Fig. 4A gezeigt. Die Unterseite der Umgebung des jeweiligen Ni / Au-Schicht nach dem Entfernen ist in 4B gezeigt. Vergleich der Oberflächen-und Unterseite Morphologie zu bestimmen, ob es eine Beziehung zwischen den beiden. Zum Beispiel, wenn die beiden Bil...

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Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Eine Technik entwickelt, die Ni / Au Kontaktmetallschichten entfernt von ihrem Substrat für die Untersuchung und Charakterisierung der Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW-Schnittstellen der einzelnen GaN-Nanodraht-Geräten zu ermöglichen.

Die Analyse der Kontaktschnittstellen für Einzel GaN-Nanodraht-Geräte

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

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Monolayer Kontakt Dotierung von Silizium-Oberflächen und Nanodrähte Mit Phosphororganische Verbindungen

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

Forschung

Ingenieurwesen

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Thermal-Messtechnik in Analytical Mikrofluidiksysteme

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

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Lösungsmittelbindung für die Herstellung von PMMA und COP Mikrofluidiksysteme

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