Moleküler ışın plazma destekli Epitaxy tarafından yetiştirilen Zn-kutup BeMgZnO/ZnO Heterostructure üzerinde Schottky diyotlar imalatı

Bu yöntem, Schottky kontaklarını kullanarak iki boyutlu elektron gazı ile çinko oksit esaslı heterojunction alan etki transistörlerinde akım üzerinde voltaj kontrolü ile ilgili anahtar soruya cevap yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, alan etkisi transistörünün kapısının tek bir fotoğraf adımında tanımlanamasıdır. Bu tekniğin etkileri çinko oksit yüksek elektron doygunluğu çeşitliliği yararlanarak yüksek frekanslı, yüksek güç alan etkisi transistörleri yeni nesiller arasında uzanır.

Bu yöntem tek sahada stabilite schottky temas doğası hakkında fikir sağlar rağmen, aynı zamanda güneş tesisi dedektörleri ve kimyasal veya biyosensörler gibi diğer tek site tabanlı cihazlara uygulanabilir. İşleme başlamak için, 380 mikrometre kalınlığındaki C-düzlemi çapında bir safir substratı metal organik CVD aletine yükleyin ve sistemi birikilmeye hazırlayın. Sistem hazır olduğunda, reaktör basıncını 30 torr'a, substrat sıcaklığını ise 35 dakika boyunca hidrojen atmosferinde 1,055 santigrat dereceye çıkarın.

Kalıntı kirleticileri arındırmak için üç dakika o sıcaklıkta tutun. Daha sonra, üç dakika boyunca 941 santigrat dereceye kadar substrat rampa. Sıcaklığın iki dakika stabilize olmasını ettikten sonra, trimetil alüminyum akışını 12.0 SCCM'ye, amonya akışını ise yedi SCCM'ye ayarlayın.

Akış hızı üç dakika stabilize olsun. Daha sonra, düşük sıcaklıkalüminyum nitrür tabakası büyümesini başlatmak için trimetil alüminyum akışını çalışma hattına çevirin. Altı dakika boyunca, yansıtıcı salınımlar ile ölçülen olarak substrat üzerinde alüminyum nitrür yaklaşık 20 nanometre büyümek.

Bundan sonra, büyümeyi kesintiye uğratmadan, substratı üç dakikada 1,100 santigrat dereceye çıkar. Katman 300 nanometre kalınlığında olana kadar alüminyum nitrür büyüme devam edin. Daha sonra, trimetil alüminyum akışını reaktörden uzağa yönlendirin.

15,5 SCCM'de trimetilgalyum akışını başlatın ve iki dakika stabilize olsun. Sonra, substrat üzerinde galyum nitrür yaklaşık 400 nanometre büyümek. Galyum nitrür nükleasyonu sırasında yansıtıcılıkta ilk azalma gözlenecektir.

Yansıtıcılık galyum nitrür adaları birleştiğinde orijinal seviyeye geri dönecektir. Galyum nitrür 400 nanometre kalınlığında olduğunda, büyümeyi kesintiye uğratmadan iki dakikada 1, 124 santigrat dereceye kadar substrat sıcaklığını artırın. Yüksek sıcaklıkta yarı yalıtkan galyum nitrür tabakasının yaklaşık 2,5 nanometre büyütün.

Daha sonra, büyümeyi durdurmak için trimethylgallium akışını reaktörden uzaklaştırın. Yeni oluşan galyum nitrür şablonunu oda sıcaklığına kadar soğutun ve reaktörden boşaltın. Ardından, şablonu eşit büyüklükte altı parçaya dilimleyin.

Bir duman kaputunda, bir ocak 220 santigrat dereceye ısıtın ve deiyonize suda konsantre hidroklorik asit hacmi karışımı ile bire bir 200 mililitre hazırlayın. Sonra, 300 mililitrelik kuvars kabına 150 mililitre konsantre hidroklorik asit yerleştirin. Yavaş yavaş bir aqua regia çözeltisi elde etmek için konsantre nitrik asit 50 mililitre ekleyin.

Çözelti turuncu-kırmızı ve kabarcıklı olana kadar aqua regia çözeltisini ocakta ısıtın. Sonra bir politetrafloroetilen sepete bir galyum nitrür şablon parçası yerleştirin ve 10 dakika aqua regia kaynatın. Üç dakika boyunca akan deiyonize su şablonu durulayın.

Sonra üç dakika boyunca hidroklorik asit çözeltisi şablon ıslatın. Beş dakika boyunca akan deiyonize su tekrar şablon durulayın ve sonra azot gazı ile kurulayın. Beş dakika içinde, temiz şablonu iki-altı moleküler ışın epitaksisi alet yük kilidine yükleyin ve pompalamaya başlayın.

Bir saat için temiz galyum nitrür şablonu ile yük kilidi aşağı pompalama sonra, çinko magnezyum ve berilyum efüzyon hücreleri hazırlamak. Yansıma yüksek enerjili elektron kırınım sistemini açın ve şablonu MBE'ye yükleyin. Daha sonra, 615 santigrat derece dakikada 615 dereceye rampa ve kalıntı kirleticiler desorb için 15 dakika boyunca bu sıcaklıkta tutun.

Sonra, substratı 280 santigrat dereceye kadar arttırmaya başlayın. Substrat 550 santigrat dereceye ulaştığında, galyum nitrür yüzeyini çinko akısı ile açığa çıkarmak için çinko hücre kepenk açın. Oksijen plazma güç kaynağını açın, gücü 100 watt'a ayarlayın ve oksijen gaz hattının kapalı olduğunu onaylayın.

Substrat 280 santigrat dereceye ulaştığında, oksijen plazma gücünü 400 watt'a ayarlayın. Plazmayı tutuşturmak için oksijen akışını 0,3 SCCM'ye ayarlayın ve sonra 0,25 SCCM'ye düşürün. Bir dakika bekleyin ve sonra düşük sıcaklıkçinko oksit tampon tabaka büyüme başlatmak için oksijen deklanşör açın.

Büyüme sırasında her beş dakikada bir negatif bir sıfır sıfır azimuthal yönü boyunca bir okuma deseni kaydedin. Yaklaşık 15 dakika sonra, okuma deseni 2B moddan 3B moduna değiştirerek yaklaşık 20 nanometrelik bir arabellek kalınlığını gösterir. Büyümeyi durdurmak için çinko ve oksijen kepenklerini kapatın.

Daha sonra oksijen akış hızını 0,4 SCCM'ye yükseltin. Dakikada 13.6 santigrat derecede 730 santigrat dereceye kadar substrat rampa başlar. Çift bölgeli çinko hücrenin alt bölge sıcaklığını dakikada 10 santigrat derecede 345 santigrat dereceye çıkar.

Substrat 730 santigrat dereceye ulaştığında beş dakika bekleyin ve sonra okuyarak çinko oksit yüzeyini izlemeye başlayın. 2B moduna geçtiğinde, arabellek katmanı eklenmiş olur. Substratı 680 santigrat dereceye kadar soğutun.

Daha sonra, oksijen akış hızını 3,2 SCCM'ye yükseltin ve çinko ve oksijen kepenklerini açtıp 300 nanometre kalınlığında, yüksek sıcaklıkta çinko oksit tabakasını büyütün. Oksijen akış hızını daha sonra 0,3 SCCM olarak ayarlayın. Berilyum hücresini dakikada 10 santigrat derecede 820 dereceye, magnezyum hücresini de dakikada 15 santigrat derecede 510 dereceye kadar artırın.

Su tabakasını dakikada 13,6 santigrat derecede 325 santigrat dereceye kadar soğutun. Bir kez substrat sıcaklığı stabilize, yavaş yavaş 1,25 SCCM oksijen akış hızını artırmak. Sonra, aynı anda çinko açın, magnezyum, berilyum, ve oksijen panjurlar berilyum magnezyum çinko oksit bariyer büyüme başlatmak için.

12 dakika boyunca berilyum magnezyum çinko oksit yaklaşık 30 nanometre kalınlığında tabaka büyümek. Büyüme modu evrimini izlemek için periyodik olarak okuma kalıpları edinin. Sonra, son bir okuma desen elde ve berilyum magnezyum çinko oksit büyümesini sona erdirmek için magnezyum ve berilyum kepenkler kapatın.

Çinko ve oksijen kepenkleri bir dakika daha açık bir kabaca iki nanometre kalınlığında çinko oksit kap tabakası büyümeye bırakın. Diyot imalatına başlamak için berilyum magnezyum çinko oksit çinko oksit heteroyapı örneğini aseton ve metanol de beşer dakika sırayla sonicate edin. Numuneyi beş dakika deiyonize suda durulayın ve azot gazı akışı altında kurulayın.

Daha sonra, i-Line pozitif photoresist ile örnek spin-coat. 140 saniye boyunca 100 santigrat derecede fotodirenç pişirin. Örneği maskeleyin ve 2,38 dakika boyunca 6,5 watt'lık UV lambasına maruz bırakın.

Foto-resist'i 110 derecede 80 saniye pişirin. Sonra, bir hertz bir sallayarak frekans ı ile 60 saniye boyunca photoresist geliştirici örnek sallamak. Geliştirilen numuneyi üç dakika deiyonize suda durulayın ve azot gazı altında kurutun.

Daha sonra, 50 watt'lık bir RF gücünde 35 SCCM'lik bir oksijen akışıyla numuneyi uzaktan oksijen plazmasıyla beş dakika boyunca tedavi edin. Son olarak, bir elektron ışını evaporatör içine örnek yük ve gümüş 50 nanometre mevduat. Kontaklar oluşturmak için aseton ile kaldırın ve metanol, su ve azot gazı ile numuneyi temizleyip kurulayın.

Düşük sıcaklık çinko oksit tampon tabakasıokuma desenleri başlangıçta 3D adaların bir büyüme modu gösteren, eliptik noktalar gösterdi. 700 santigrat derecenin üzerinde tavlama 2D yüzey morfolojisi üretti. Sonraki katmanların her ikisi de 2B modunda büyüdü.

Atomik kuvvet mikroskopisi her katmanda kök ortalama kare pürüzlülük küçük bir artış gösterdi. X-Ray kırınımı çinko oksit, galyum nitrür ve berilyum magnezyum çinko oksit 0002 yansımaları ile tutarlı yansımaları gösterdi. Berilyum magnezyum çinko oksit yansıması genişletilmesi bu tabakanın incelik atfedildi.

Heteroyapının tüm etki ölçümlerinde, azalan sıcaklıkla sac taşıyıcı konsantrasyonunda azalma, yaklaşık 13 kelvin doygunluğu saptandı. Azalan sıcaklıkla elektron hareketliliği monoton olarak artmıştır. 293 kelvin ve 13 kelvin de gözlenen değerler literatür değerleri ile uyumluidi.

Bu eğilimler berilyum magnezyum çinko oksit çinko oksit arabiriminde iki boyutlu elektron gazının varlığını göstermektedir. Gümüş berilyum magnezyum çinko oksit çinko oksit Schottky diyotlar için oda sıcaklığında akım yoğunluğu gerilim eğrileri 0,25 volta kadar uygulanan ileri voltaj ile katlanarak artan kapı akımları gösterdi, daha sonra dizi direnci arasında gerilim-damla belirgin hale geldi. Eğriler arasındaki benzerlik, numunenin yüksek gofret içi tekdüzeliğini gösteriyordu.

En yüksek belirgin Schottky bariyer yüksekliği 1.22 idealite faktörü ile gözlendi. Yapılan bu yöntem, çinko oksitin galyum polarit nitrür şablonlarında yüzey polaritesini tam olarak kontrol etmek için birlik için kritik olduğundan, polaritede kontrolde başarısızlık iki boyutlu elektron gazı olmayan heteroyapıya yol açar. Tek yerli çekirdekleşme sırasında tüm sektör oranının 1,5'in altında tutulması, tek site tabanlı heteroyapıların tüm çinko polar oryantasyona sahip olmasını sağlar.

Bu prosedürü denerken, galyum nitrür şablonu üzerinde berilyum magnezyum çinko oksit çinko oksit heterostructures büyümeden önce ve heterostructures üzerinde Schottky kontaklar imal önce örnek yüzeyi dikkatle temizlemek için unutmayın. Bu yordamı takiben, rtm ve XPS gibi diğer yöntemler nanoölçekli düzeyde tek site gümüş arayüzü doğası hakkında bilgi almak için kullanılabilir. Çinko oksit gümüş arabiriminde iletken gümüş oksit oluşumunun kararlı Schottky temasıyla sonuçladığını varsabiliyoruz.

Bu nedenle, bu yaklaşım tek sahada yüksek miktarlı kararlı Schottky temas doğru yol açıyor. Bu H-faz fotodedektörler ve kimyasal ve biyosensörler de dahil olmak üzere Schottky temas güveniyor cihazlar için etkileri vardır. Güçlü çözücüler ve berilyum içeren bileşikler son derece tehlikeli olabilir unutmayın.

Kimyasal koruma donanımları, bir maske ve eldivenler, bu işlem sırasında her zaman giyilmelidir. MB büyümesi için numuneleri yüklerken ve boşaltırken toz maskesi takın. Ancak, MB sisteminde buharlaşan toplam berilyum miktarının mikrogramların onda biri olduğu ve çoğunun berilyum fakiri çinko berilyum oksit şeklinde oda duvarlarına gömüldüğü belirtilmelidir.