Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc trưng, Hình ảnh và Kiểm soát Khuyết tật trong Các Chất Bán Dẫn Có Băng Tần Rộng và Thiết Bị
Tóm tắt
Các chất bán dẫn có băng tần rộng hiện đang dẫn đầu trong việc khám phá những hiện tượng vật lý mới và ứng dụng thiết bị ở kích thước nanomét. Tác động của các khuyết tật đến tính chất điện tử của các vật liệu này tăng lên khi kích thước của chúng giảm, tạo động lực cho những kỹ thuật mới để đặc trưng và bắt đầu kiểm soát các trạng thái điện tử này. Các chất bán dẫn dẫn đầu sự tiến bộ này bao gồm ZnO, GaN và các vật liệu liên quan. Bài báo này nhấn mạnh tầm quan trọng của các khuyết tật điểm tự nhiên trong các chất bán dẫn này và mô tả cách mà một tập hợp các kỹ thuật khoa học bề mặt và quang phổ không gian khu vực ba chiều có thể đặc trưng, hình ảnh, và bắt đầu kiểm soát các trạng thái điện tử này ở quy mô nanomét. Một sự kết hợp của các kỹ thuật đặc trưng bao gồm quang phổ phát quang điện tử xác định độ sâu, quang phổ điện thế quang bề mặt và hình ảnh siêu phổ có thể mô tả bản chất và phân bố của các khuyết tật tại các bề mặt giao diện cả ở quy mô lớn và quy mô nano, cũng như ở các giao diện kim loại của chúng và trong chính các cấu trúc nano. Những đặc điểm này cùng với nhiệt độ và độ căng cơ học bên trong các cấu trúc thiết bị có băng tần rộng ở quy mô nano có thể được đo ngay cả khi các thiết bị này đang hoạt động. Những khả năng tiên tiến này mở ra nhiều hướng mới để mô tả các khuyết tật ở quy mô nano, cho thấy cách chúng góp phần vào sự suy giảm của thiết bị và hướng dẫn quy trình phát triển để kiểm soát chúng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
S.C. Dixon, D.O. Scanlon, C.J. Carmalt, and I.P. Parkin, J. Mater. Chem. C 4, 6946 (2016).
K. Ellmer, Nat. Photonics 6, 809 (2012).
H.Y. Hwang, Y. Iwasa, M. Kawasaki, B. Keimer, N. Nagaosa, and Y. Tokura, Nat. Mater. 11, 103 (2012).
D.P. Kumah, A.S. Disa, J.H. Ngai, H. Chen, A. Malashevich, J.W. Reiner, S. Ismail-Beigi, F.J. Walker, and C.H. Ahn, Adv. Mater. 26, 1936 (2014).
R.S. Pengelly, S.M. Wood, J.W. Milligan, S.T. Sheppard, and W.L. Pribble, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 60, 1764 (2012).
G. Meneghesso, G. Verzellesi, F. Danesin, F. Rampazzo, F. Zanon, A. Tazzoli, M. Meneghini, and E. Zanoni, IEEE Trans. Dev. Mater. Reliab. 8, 332 (2008).
L.J. Brillson, J. Phys. D Appl. Phys. 45, 183001 (2012).
L. Kronik and Y. Shapira, Surf. Sci. Rep. 37, 1 (1999).
A. Rose, RCA Rev. 27, 600 (1966).
B.G. Yacobi and D.B. Holt, Cathodoluminescence Microscopy of Inorganic Solids (New York: Plenum, 1990).
J. Christen, M. Grundmann, and D. Bimberg, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 2358 (1991).
A. Gustafsson, M.-E. Pistol, L. Montelius, and L. Samuelson, J. Appl. Phys. 84, 1715 (1998).
K. Thonke, I. Tischer, M. Hocker, M. Schirra, K. Fujan, M. Wiedenmann, R. Schneidter, M. Frey, and M. Feneberg, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 55, 012018 (2014).
H.L. Mosbacker, S. El Hage, M. Gonzalez, S.A. Ringel, M. Hetzer, D.C. Look, G. Cantwell, J. Zhang, J.J. Song, and L.J. Brillson, J. Vac. Sci. Technol. B 25, 1405 (2007).
L.J. Brillson, H.L. Mosbacker, M.J. Hetzer, Y. Strzhemechny, G.H. Jessen, D.C. Look, G. Cantwell, J. Zhang, and J.J. Song, Appl. Phys. Lett. 90, 102116 (2007).
S. Tumakha, D.J. Ewing, L.M. Porter, Q. Wahab, X. Ma, T.S. Sudharshan, and L.J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 87, 242106 (2005).
D.J. Ewing, L.M. Porter, Q. Wahab, X. Ma, T.S. Sudharshan, S. Tumakha, M. Gao, and L.J. Brillson, J. Appl. Phys. 101, 114514 (2007).
W.T. Ruane, K.M. Johansen, K.D. Leedy, D.C. Look, H. von Wenckstern, M. Grundmann, G.C. Farlow, and L.J. Brillson, Nanoscale 8, 7631 (2016).
L.J. Brillson, W.T. Ruane, H. Gao, Y. Zhang, J. Luo, H. von Wenckstern, and M. Grundmann, Mater. Sci. Semicond. Process. 57, 197 (2017).
J. He, J. Ke, P. Chang, K. Tsai, P. Yang, and I. Chan, Nanoscale 4, 3399 (2012).
A. Jarjour, J.W. Cox, W.T. Ruane, H. Von Wenckstern, M. Grundmann, and L.J. Brillson, Ann. der Physik, 530, 1700335 (2018).
G.M. Foster, H. Gao, G. Mackessy, A.M. Hyland, M.W. Allen, B. Wang, D.C. Look, and L.J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 111, 101604 (2017).
H. Gao, G.M. Foster, A.M. Hyland, M.W. Allen, and L.J. Brillson, unpublished.
A.P. Young and L.J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 77, 699 (2000).
C.-H. Lin, T.A. Merz, D.R. Doutt, J. Joh, J.A. del Alamo, U.K. Mishra, and L.J. Brillson, IEEE Trans. Electron Devices 59, 2667 (2012).
D. Drouin, A. Réal Couture, D. Joly, X. Tastet, V. Aimez, and R. Gauvin, Scanning 29, 92 (2007).
W.D. Hu, X.S. Chen, Z.J. Quan, C.S. Xia, W. Lu, and P.D. Ye, J. Appl. Phys. 100, 074501 (2006).
I. Ahmad, V. Kasisomayajula, M. Holtz, J.M. Berg, S.R. Kurtz, C.P. Tigges, A.A. Allerman, and A.G. Baca, Appl. Phys. Lett. 86, 173503 (2005).
C.H. Lin, D.R. Doutt, U.K. Mishra, T.A. Merz, and L.J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 97, 223502 (2010).
K. Wan, A. Alan Porporati, G. Geng, H. Yang, and G. Pezzotti, Appl. Phys. Lett. 88, 251910 (2006).
J.A. del Alamo and J. Joh, Microelectron. Reliab. 49, 1200 (2009).
J. Joh and J.A. del Alamo, Microelectron. Reliab. 50, 767 (2010).
C.-H. Lin, T.A. Merz, D.R. Doutt, M.J. Hetzer, J. Joh, J.A. del Alamo, U.K. Mishra, and L.J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 95, 033510 (2009).
U. Kaufmann, M. Kunzer, H. Obloh, M. Maier, Ch. Manz, A. Ramakrishnan, and B. Santic, Phys. Rev. B 59, 5561 (1999).
M.A. Reshchikov, D.O. Demchenko, A. Usikov, H. Helava, and Yu. Makarov, Phys. Rev. B 90, 235203 (2014).
S. Kamiya, M. Iwami, T. Tsuchiya, M. Kurouchi, J. Kikawa, T. Yamada, A. Wakejima, H. Miyamoto, A. Suzuki, A. Hinoki, T. Araki, and Y. Nanishi, Appl. Phys. Lett. 90, 213511 (2007).
M. Arakawa, S. Kishimoto, and T. Mizutani, Jpn. J. Appl. Phys. Part I 36, 1826 (1997).
A.R. Arehart, A.C. Malonis, C. Poblenz, Y. Pei, J.S. Speck, U.K. Mishra, and S.A. Ringel, Phys. Stat. Sol. C 8, 2242 (2011).
A.R. Arehart, A.C. Malonis, C. Poblenz, Y. Pei, J.S. Speck, U.K. Mishra, and S.A. Ringel, IEEE IEDM, p. 20.1 (2010).
M. Ťapajna, U.K. Mishra, and M. Kuball, Appl. Phys. Lett. 97, 023503 (2010).
J. Joh and J.A. del Alamo, IEEE Trans. Electron Devices 58, 132 (2011).
M. Meneghini, A. Stocco, M. Bertin, D. Marcon, A. Chini, G. Meneghesso, and E. Zanoni, Appl. Phys. Lett. 100, 033505 (2012).
Y. Puzyrev, T. Roy, M. Beck, B.R. Tuttle, R.D. Schrimpf, D.M. Fleetwood, and S.T. Pantelides, J. Appl. Phys. 109, 034501 (2011).
D.W. Cardwell, A. Sasikumar, A.R. Arehart, S.W. Kaun, J. Lu, S. Keller, J.S. Speck, U.K. Mishra, S.A. Ringel, and J.P. Pelz, Appl. Phys. Lett. 100, 193507 (2012).