Sự suy giảm bề mặt nhiệt độ cao của III-V Nitrides

Sự tỷ lệ phần trăm bề mặt, hình thái bề mặt và tính dẫn điện của A1N, GaN, InN, InGaN và InAIN đã được khảo sát ở nhiệt độ nhiệt luyện nhanh lên đến 1150 °C. Điện trở ô của A1N giảm liên tục với quá trình nhiệt luyện, nhưng bề mặt chỉ xuất hiện dấu hiệu gồ ghề khi vượt qua 1000 °C. Phân tích Quang phổ điện tử Auger (AES) cho thấy có rất ít sự thay đổi về tỷ lệ phần trăm bề mặt ngay cả ở 1150 °C. Độ gồ ghề bề mặt căn bậc hai (RMS) của GaN đã cải thiện tổng thể với quá trình nhiệt luyện, nhưng bề mặt trở nên bị sần sùi ở 1000 °C, tại thời điểm đó điện trở ô cũng giảm xuống vài bậc độ lớn, và AES xác nhận sự mất mát N từ bề mặt. Bề mặt InN đã trở nên gồ ghề một cách đáng kể ngay cả ở 650 °C, và hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy sự suy thoái đáng kể. Ngược lại với các nitrit nhị phân, điện trở ô của InAIN tăng khoảng ~ 102 từ giá trị ban đầu sau khi được nhiệt luyện ở 800 °C và sau đó giữ ổn định cho đến 1000 °C, trong khi điện trở ô của InGaN tăng nhanh trên 700 °C. Độ gồ ghề RMS tăng lên trên 800 °C và 700 °C tương ứng cho các mẫu InAIN và InGaN. Các giọt bắt đầu hình thành trên bề mặt ở 900 °C cho InAIN và ở 800 °C cho InGaN, và sau đó bay hơi ở 1000 °C để lại các lỗ đục. Phân tích AES cho thấy sự giảm nồng độ N trong 500 Å bề mặt mẫu cho quá trình nhiệt luyện ≥800 °C ở cả hai vật liệu.