Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát triển đảo chiều cực trong cấu trúc kênh dẫn GaN để khớp pha mô đun
Tóm tắt
Trong công trình này, chúng tôi báo cáo về việc chế tạo một cấu trúc kênh dẫn GaN/AlGaN dành cho khớp pha mô đun, trong đó kênh dẫn GaN có sự đảo chiều cực ở dạng phẳng. Trước tiên, chúng tôi tối ưu hóa các điều kiện tăng trưởng cho lớp epi AlGaN. Thứ hai, trên lớp epi AlGaN, chúng tôi chế tạo cấu trúc kênh dẫn bắt đầu với sự tăng trưởng của lớp epi GaN cực Ga tiếp theo là sự lắng đọng lớp Al$_{2}$O$_{3}$ bằng phương pháp lắng đọng nguyên tử (ALD), sau đó tiếp tục với sự tăng trưởng của lớp epi GaN cực N. Chúng tôi đã thử nghiệm nhiều độ dày lớp khác nhau, nhưng với 20 nm, chúng tôi đã thành công trong việc đảo cực GaN từ Ga sang N. Để xác nhận cực N, chúng tôi đã khắc bề mặt lớp epi GaN trong dung dịch KOH nước. Chúng tôi đã thực hiện các phép đo nhiễu xạ tia X (0002) ngoài mặt phẳng và (11–20) trong mặt phẳng để ước lượng chất lượng tinh thể của lớp epi AlGaN, lớp epi GaN cực Ga và N. Phép đo bằng kính hiển vi lực nguyên tử cho phép chúng tôi đánh giá hình thái và độ nhám bề mặt của lớp epi. Kiểm tra bằng kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét đã tiết lộ bề mặt lớp epi GaN cực N đặc trưng hình lục giác. Chúng tôi đã sử dụng kính hiển vi điện tử truyền xuyên có độ phân giải cao để khảo sát độ kết tinh và định hướng của lớp epi GaN cực Ga và N, cũng như lớp Al$_{2}$O$_{3}$ do ALD tạo ra, và chất lượng giao diện của cấu trúc kênh dẫn.
Từ khóa
#GaN #AlGaN #kênh dẫn #đảo chiều cực #khớp pha mô đun #tăng trưởng tinh thể #phương pháp lắng đọng nguyên tử (ALD)Tài liệu tham khảo
Khan MU, Xing Y, Ye Y, Bogaerts W (2019) IEEE J Select Top Quant Electron 25(5):8201014
Chen X, Milosevic MM, Stanković S, Reynolds S, Bucio TD, Li K, Thomson DJ, Gardes F, Reed GT (2018) Proc IEEE 106(12):2101
Soref R (2006) IEEE J Select Top Quant Electron 12(6):1678
Koch TL, Koren U (1991) IEEE J. Select. Top. Quant. Electron. 27:641
Smit M, Williams K, van der Tol J (2019) APL Photon 4:050901
Ra YH, Rashid RT, Liu X, Sadaf SM, Mashooq K, Mi Z (2020) Sci Adv 6:eaav7523
El Dirani H, Youssef L, Petit-Etienne C, Kerdiles S, Grosse P, Monat C, Pargon E, Sciancalepore C (2019) Opt Express 27(21):30726
Guo H, Herkommer C, Billat A, Grassani D, Zhang C, Pfeiffer MHP, Weng W, Brés CS, Kippenberg TJ (2018) Nature Photon 12:330
Wang C, Langrock C, Marandi A, Jankowski M, Zhang M, Desiatov B, Fejer MM, Lončar M (2018) Optica 5(11):1438
Badri SH, Gilarlue MM (2019) J Opt 21:125802
Khan MU, Justice J, Petäjä J, Korhonen T, Boersma A, Wiegersma S, Karppinen M, Corbett B (2015) Opt Express 23(11):14630
Zhao L, Zou Q, Yan X (2019) Bull Chem Soc Jpn 92:70
Li Q, Jia Y, Yang X, Dai L, Das B, Acharya S, Sun B, Yang Y, Liu X, Ariga K, Li J, (2019) ACS Appl Mater Interfaces 11:31
Liang D, Bowers JE (2010) Nature Photon 4:511
Soltani M, Soref R, Palacios T, Englund D (2016) Opt Express 24(22):25415
TalebiFard S, Schmidt S, Shi W, Wu W, Jaeger NAF, Kwok E, Ratner DM, Chrostowski L (2017) Biomed Opt Express 8(2):500
Hu X, Zhang Y, Chen D, Xiao X, Yu S (2019) J Lightw Technol 37(10):2284
Roland I, Gromovyi M, Zheng Y, El Kurdi M, Sauvage S, Brimont C, Guillet T, Gayral B, Semond F, Duboz JY, de Micheli M, Checoury X, Boucaud P (2016) Sci Rep 6:34191
Rigler M, Troha T, Guo W, Kirste R, Bryan I, Collazo R, Sitar Z, Zgonik M (2018) Appl Sci 8:1218
Turk N, Raza A, Wuytens P, Demol H, Van Daele M, Detavernier C, Skirtach A, Gevaert K, Baets R (2019) Nanomaterials 9:1401
Gromovyi M, Brault J, Courville A, Rennesson S, Semond F, Feuillet G, Baldi P, Boucaud P, Duboz JY, de Micheli MP (2017) Opt Express 25:23035
Chowdhury A, Ng HM, Bhardway M, Weimann NG (2003) Appl Phys Lett 83(6):1077
Hum DS, Fejer MM (2007) CR Phys 8(2):180
Kuze K, Osumi N, Fujita Y, Inoue Y, Nakano T (2016) Jpn J Appl Phys 55:05FA05
Hahn DH, Kiehne GT, Ketterson JB, Wong GKL, Kung P, Saxler A, Razeghi M (1999) J Appl Phys 85(5):2497
Blanc D, Bouchoux AM, Plumereau C, Cachard A, Roux JF (1995) Appl Phys Lett 66(6):659
Rao SV, Moutzouris K, Ebrahimzadeh M, De Rossi A, Calligaro M, Ortiz V, Berger V (2003) CLEO Proc 1:CTuG1
Pastrňák J, Roskovcová L (1966) Phys Stat Sol 14:K5
Bowman SR, Brown CG, Brindza M, Beadie G, Hite JK, Freitas JA, Eddy CR Jr, Meyer JR, Vurgaftman I (2014) Opt Mater Express 4(7):1287
Sanford NA, Davydov AV, Tsvetkov DV, Dmitriev AV, Keller S, Mishra UK, DenBaars SP, Park SS, Han JY, Molnar RJ (2005) J Appl Phys 97:053512
Ramachandran V, Feenstra RM, Sarney WL, Salamanca-Riba L, Northrup JE, Romano LT, Greve DW (1999) Appl Phys Lett 75(6):808
Tavernier PR, Margalith T, Williams J, Green DS, Keller S, DenBaars SP, Mishra UK, Nakamura S, Clarke DR (2004) J Cryst Growth 264:150
Keller S, Mishra UK, Fichtenbaum NK (2009) Method for heteroepitaxial growth of high-quality N-face GaN, InN, and AlN and other alloys by metal organic chemical vapor deposition (U.S. Patent 2009/0246944 A1, Oct. 2009)
Mohn S, Stolyarchuk N, Markurt T, Kirste R, Hoffmann MP, Collazo R, Courville A, Di Felice R, Sitar Z, Vennéguès P, Albrecht M (2016) Phys Rev Appl 5:054004
Hite JK, Garces NY, Goswami R, Mastro MA, Kub FJ, Eddy CR Jr (2014) Appl Phys Express 7:025502
Zhuang D, Edgar JH (2005) Mater Sci Eng R 48(1):1
Kamler G, Borysiuk J, Weyher JL, Czernecki R, Leszczyński M, Grzegory I, Porowski S (2005) J Cryst Growth 282:45
Petruskevicius R, Bellanca G, Bassi P (1998) IEEE Photon Technol Lett 10(10):1434
Kezys D, Pyragaite V, Stabinis A, Butkus R, Smilgevičius V (2014) Opt Commun 324:58
Petruškevičius R, Kezys D, Malinauskas T, Kolenda M, Tomašiūnas R (2019) In: Proceedings of 21\(^{st}\) international conference on transparent optical networks (ICTON)
Zhou Y, Wang D, Chu R, Tang CW, Qi Y, Lu Z, Chen KJ, Lau KM (2005) J Electron Mater 34(1):112
Wang XL, Zhao DG, Yang H, Liang JW (2007) Chin Phys Lett 24(3):774
Takeuchi T, Takeuchi H, Sota S, Sakai H, Amano H, Akasaki I (1997) Jpn J Appl Phys 36(2B):L177
Keller S, DenBaars SP (2003) J Cryst Growth 248:479
Liu BL, Lachab M, Jia A, Yoshikawaa A, Takahashi K (2002) J Cryst Growth 234:637
Wang J, Xu F, He C, Zhang L, Lu L, Wang X, Qin Z, Shen B (2017) Sci Rep 7:42747
Li XH, Wang S, Xie H, Wei YO, Kao TT, Satter MM, Shen SC, Yoder PD, Detchprohm T, Dupuis RD, Fischer AM, Ponce FA (2015) Phys Stat Sol (b) 252(5):1089
Asai T, Nonaka K, Ban K, Nagata K, Nagamatsu K, Iwaya M, Kamiyama S, Amano H, Akasaki I (2010) Phys Stat Sol (c) 7(7–8):2101
Hakamata J, Kawase Y, Dong L, Iwayama S, Iwaya M, Takeuchi T, Kamiyama S, Miyake H, Akasaki I (2018) Phys. Stat. Sol. (b) 255:1700506
Zúñiga Pérez J, Consonni V, Lymperakis L, Kong X, Trampert A, Fernández-Garrido S, Brandt O, Renevier H, Keller S, Hestroffer K, Wagner MR, Reparaz JS, Akyol F, Rajan S, Rennesson S, Palacios T, Feuillet G (2016) Appl Phys Rev 3:041303
Yoo J, Shojiki K, Tanikawa T, Kuboya S, Hanada T, Katayama R, Matsuoka T (2016) Jpn J Appl Phys 55:05FA04
Deng G, Zhang Y, Yu Y, Yan L, Li P, Han X, Chen L, Zhao D, Du G (2018) Appl Phys Lett 112:151607
Zywietz T, Neugebauer J, Scheffler M (1998) Appl Phys Lett 73:487
Sun Q, Cho YS, Kong BH, Cho HK, Ko TS, Yerino CD, Lee IH, Han J (2009) J Cryst Growth 311:2948
B. Miljević, Characterization of growth and real structure of nitride based semiconductor devices by use of synchrotron radiation. Ph.D. thesis, Karlsruher Institut für Technologie, The address of the publisher (2012). https://www.publikationen.bibliothek.kit.edu/1000030281/2309884
Schlesser R, Collazo RR, Sitar Z (2006) Controlled polarity group III-nitride films and methods of preparing such films (U.S. Patent 2006/0257626 A1, Nov. 2006)
Hite JK, Kub FJ, Eddy Jr. CR, Garces N (2012) Method for vertical and lateral control of III-N polarity (U.S. Patent 2012/0068189 A1, Mar. 2012)
Lee H, Jang D, Kim D, Kim C (2019) J Appl Cryst 52:532