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 ønsker å erkjenne individene i Quantum Electronics og Photonics divisjon av National Institute of Standards and Technology i Boulder, CO for deres hjelp.

Gan NWS benyttet i disse forsøkene ble dyrket av katalysator-fri molekylær stråle epitaxy (MBE) på Si (111) substrater ni. Den generelle fremgangsmåte for fremstilling av NW suspensjon fra substratet med så dyrket NWS er illustrert i figur 1.. En. Nanowire Suspension Forberedelse <ol><li> Spalter en liten (&lt;5 mm x 5 mm) stykke av de så-som dyrkes NWS på substratet. </li><li> Fyll en liten avkortet hetteglass med ca 1 ml isopropanol (IPA). </li><li> Pl...

<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 gjør det mulig å frem analyse av kontakt / substrat og kontakt / NW mikrostrukturen av enkelt NW-enheter. De viktigste fordelene med denne teknikken er dens lave kostnader og enkelhet. Det gir mulighet for kvalitativ og kvantitativ analyse av kontaktgrensesnittet i stor skala med substratet så vel som på en submicrometer skala med individuelle NWS. Bruken av karbonbånd for filmfjerning og SEM pinne stubber for prøve montering gjør det mulig for analyse ved hjelp av karakteriseringsteknikker som krever r...

Single-NW-enheter er laget ved å dispergere en NW suspensjon på et isolerende substrat, og dannelse av kontaktputer på substratet via konvensjonell fotolitografi og metallavsetning, noe som fører til tilfeldig dannede to-terminale enheter. En tykk SiO 2 film på en Si wafer brukes vanligvis som et isolerende underlag 1,2. For metaller avsatt på en SiO2 overflate, er et vanlig problem som følge av varmebehandling forekomsten av tomrom-dannelse ved metall / SiO 2-grensesnitt. I tillegg til sprekkdannelse og delaminering av metallsjikt, kan dette tomrommet dannelse negativt påvirke enhetens ytelse av en økning i motstand forårsaket av en reduksjon av kontaktflaten. Ni / Au kontakter oksidert i N 2 / O 2 atmosfærer er den dominerende kontaktordningen brukes på p-Gan 3-7. Under varmebehandling i en N2 / O 2, diffunderer Ni opp til overflaten for å danne NiO og Au diffunderer ned til detunderlaget overflaten. I dette arbeidet ble overdreven ugyldig formasjon på kontakt / NW og kontakt / SiO 2 grensesnitt vist seg å oppstå under avspenning av Ni / Au kontakter til NWS på SiO 2 8. Overflaten morfologi av glødet Ni / Au film, men indikerer ikke at det foreligger tomrom, eller i hvilken grad void dannelse har funnet sted. For å løse dette problemet, har vi utviklet en teknikk for fjerning av Ni / Au kontakter og Gan NWS fra SiO 2 / Si substrater for å analysere grensesnittet av kontakten med underlaget og NWS. Denne teknikken kan brukes til å fjerne en hvilken som helst kontakt struktur som har dårlig adhesjon til substratet. De Ni / Au filmer med Gan NWS innebygd i dem blir fjernet fra SiO 2 underlaget med karbon tape. Karbon båndet er festet til en pinne standard montering for karakterisering ved bruk av scanning elektronmikroskopi (SEM) sammen med flere andre verktøy. Den nærmere fremgangsmåten for fabfabrikasjonstjenester av enkelt Gan NW enheter og analyse av deres kontaktflate morfologi er beskrevet.

<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

Enkelt Gan nanowire (NW)-enheter fabrikkert på SiO2 kan oppvise en sterk nedbrytning etter annealing på grunn av forekomsten av void dannelse ved kontakt / SiO 2-grensesnitt. Dette tomrommet dannelse kan forårsake sprekkdannelse og delaminering av metall-film, som kan øke motstanden, eller føre til en fullstendig svikt av NW-enheten. For å løse problemene forbundet med void dannelse, ble en teknikk utviklet som fjerner Ni / Au metallkontakt filmer fra substratene for å tillate undersøkelse og karakterisering av kontakt / substrat og kontakt / NW grensesnitt av enkelt Gan NW-enheter. Denne fremgangsmåten bestemmer graden av adhesjon av kontaktfilmer til substratet og NWS og gjør det mulig for karakterisering av morfologi og sammensetning av kontaktflate med underlaget og nanotråder. Denne teknikken er også nyttige for å vurdere mengden av gjenværende forurensninger som er igjen fra NW en suspensjonnd fra fotolitografiske prosesser på NW-SiO 2 overflaten før metall deponering. Detaljert fremgangsmåte i denne prosedyren presenteres for fjerning av glødet Ni / Au kontakter til Mg-dopet Gan NWS på en SiO 2 substrat.

Et eksempel på en SEM-analyse på annealed Ni / Au filmene fjernet fra SiO2 substratet ved hjelp av karbon båndet er vist i figur 4.. Overflaten på en Ni / Au kontakt før fjerning er vist i figur 4A. Undersiden av det samme område av den aktuelle Ni / Au film etter fjerning er vist i figur 4B. Sammenligning av overflaten og undersiden morfologi kan bidra til å bestemme om det er en sammenheng mellom de to. For eksempel, når de to bildene sammenliknes, ...

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 teknikk ble utviklet som fjerner Ni / Au metallkontakt filmer fra deres substrat for å tillate undersøkelse og karakterisering av kontakt / substrat og kontakt / NW grensesnitt av enkelt Gan nanowire enheter.

Analyse av kontaktlinser grensesnitt for Single Gan nanowire 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

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 Måleteknikk i Analytiske microfluidic enheter

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

Seedless Vekst av Bismuth nanowire Array via Vacuum Thermal 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

Solvent Bonding for fabrikasjon av PMMA og COP microfluidic enheter

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) basert metode for å kvantitativt vurdere fremover og bakover lys spredning fra intraokulære objektiver

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

Flyt-assistert Dielectrophoresis: En rimelig metode for fabrikasjon av høytytende løsningen-processable Nanowire enheter

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

Lufttrykk fabrikasjon av store enkeltlags-rektangulære SnSe Flakes

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

Fabrikasjon av refraktiv-indeks-matchet enheter for biomedisinsk Microfluidics

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

Fabrikasjon av robust nanoskala kontakt mellom en Silver Nanowire elektrode og CD buffer lag i Cu (in, ga) se2 Thin-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

Sprekk overvåking i resonans fatigue testing av sveiset prøver ved hjelp av digital image korrelasjon

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