Name: analysis of contact interfaces for single gan nanowire devices
Uploaded: 2013-11-15T17:00:00
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Los autores desean agradecer a los individuos en la División del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, CO por su ayuda Quantum Electrónica y Fotónica.

El GaN NWs utilizado en estos experimentos se hicieron crecer por epitaxia-catalizador libre de haces moleculares (MBE) en Si (111) sustratos 9. El procedimiento general para la preparación de la suspensión NW del sustrato con el NWS como adulto se ilustra en la Figura 1. 1. Suspensión Nanowire Preparación <ol><li> Cleave una pequeña (&lt;5 mm x 5 mm) pieza de los Estados poseedores como adultas sobre el sustrato. </li><li> Llene un pequeño vial tapado con...

<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>

La técnica presentada permite el análisis del contacto / sustrato y el contacto / NO microestructura de dispositivos NW individuales. Las principales ventajas de esta técnica son su bajo coste y simplicidad. Se permite el análisis cualitativo y cuantitativo de la interfaz de contacto a gran escala con el sustrato, así como en una escala submicrométrico con NWs individuales. El uso de la cinta de carbono para la eliminación de la película y talones de pines SEM para el montaje de la muestra hace posible que el an...

Dispositivos individual-NW se hacen mediante la dispersión de una suspensión NW sobre un sustrato aislante y la formación de almohadillas de contacto sobre el sustrato a través de la fotolitografía convencional y la deposición de metal, que se traduce en dispositivos de dos terminales formados al azar. Una gruesa película de SiO2 en una oblea de Si se utiliza típicamente como un sustrato aislante 1,2. Para los metales depositados en una superficie de SiO 2, un problema común que resulta del tratamiento de calor es la ocurrencia de la formación de huecos en el / SiO interfaz de metal 2. Además de agrietamiento y la deslaminación de la película de metal, esta formación de huecos puede afectar negativamente el rendimiento del dispositivo a partir de un aumento de la resistencia causada por una reducción del área de contacto. Ni / Au contactos oxidados en N 2 / O 2 atmósferas son el esquema de contactos predominante aplicado a p-GaN 3-7. Durante el tratamiento de calor en un 2 N / O 2, el Ni se difunde a la superficie para formar NiO y el Au se difunde hacia abajo a lasuperficie del sustrato. En este trabajo, la excesiva formación de huecos en los contactos / NW y el contacto / SiO 2 interfaces se demostró que se produzca durante el recocido de Ni / Au contactos para NWs sobre SiO2 8. La morfología de la superficie del recocido de Ni / Au película, sin embargo, no indica la existencia de huecos o el grado en que se ha producido la formación de huecos. Para hacer frente a este problema, hemos desarrollado una técnica para la eliminación de Ni / Au y los contactos de GaN NWs de SiO2 / sustratos de Si con el fin de analizar la interfaz del contacto con el sustrato y NWS. Esta técnica se puede utilizar para la eliminación de cualquier estructura de contacto que tiene una mala adherencia al sustrato. Los Ni / Au películas con GaN NWs incrustados en ellos se retiran del sustrato SiO2 con cinta de carbono. La cinta de carbono se adhiere a un pin estándar de montaje para la caracterización mediante el uso de microscopía electrónica de barrido (SEM) junto con varias otras herramientas. El procedimiento detallado para la fabrication de dispositivos individuales de GaN NW y análisis de su interfaz de la morfología de contacto se describen.

<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

Individual de nanocables de GaN (NW) dispositivos fabricados sobre SiO2 pueden exhibir una fuerte degradación después del recocido debido a la ocurrencia de la formación de huecos en el contacto / SiO interfaz 2. Esta formación de huecos puede causar agrietamiento y delaminación de la película de metal, que puede aumentar la resistencia o provocar una falla completa del dispositivo NW. Con el fin de abordar los problemas asociados con la formación de huecos, se desarrolló una técnica que elimina las películas Ni / Au contactos metálicos de los sustratos para permitir el examen y caracterización del contacto / sustrato y las interfaces de contacto / NW de dispositivos individuales GaN NW. Este procedimiento determina el grado de adhesión de las películas de contacto al sustrato y NWS y permite la caracterización de la morfología y la composición de la interfaz de contacto con el sustrato y nanocables. Esta técnica también es útil para evaluar la cantidad de contaminación residual que queda de la suspensión NW unaND desde procesos de fotolitografía en la superficie NW-SiO2 antes de la deposición de metal. Las medidas detalladas de este procedimiento se presentan para la eliminación de los recocidos Ni / Au contactos con dopado con Mg GaN NWs sobre un sustrato de SiO 2.

Un ejemplo de análisis SEM en recocidos de Ni / Au películas retirados del sustrato de SiO 2 usando cinta de carbono se muestra en la Figura 4. La superficie de una de Ni / Au de contacto antes de la eliminación se muestra en la Figura 4A. La parte inferior de la misma zona de la que en particular de Ni / Au película después de la eliminación se muestra en la Figura 4B. Comparación de la superficie y la morfología inferior puede ayudar a determinar si...

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Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Una técnica fue desarrollada que elimina películas Ni / Au contactos de metal de su sustrato para permitir la exploración y caracterización del contacto / sustrato y las interfaces de contacto / NW de dispositivos individuales de nanocables de GaN.

Análisis de Contacto Interfaces para individuales GaN nanocables Dispositivos

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

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