Grup III-V bileşik yarı iletkenlerde AFM yüzey karakterizasyonu

Abstract

MOCVD ile safir alttaş üzerine büyütülen AlN, GaN tampon malzemelerin ve AlGaN/(AlN)/GaN heteroyapıların yapısal, morfolojik ve optik özellikleri araştırıldı. Numunelerin karakterizasyonu için XRD, AFM ve PL teknikleri kullanıldı. Safir alttaş üzerindeki AlN tampon tabakanın ve GaN tampon-AlGaN bariyer tabakaları arasına büyütülen AlN ara tabakanın, heteroyapılar üzerindeki etkileri incelendi. AlN tampon tabakanın, heteroyapıların kristal kalitesini ve yüzey özelliklerini geliştirdiği görüldü. AlN ara tabakanın heteroyapıların kristal kalitesini daha da geliştirdiği belirlendi. Ancak AlN ara tabakanın yüksek büyütme sıcaklığı nedeniyle heteroyapılarda daha pürüzlü ara yüzeyler oluşmasına neden olduğu bulundu. Ayrıca AlN ara tabakanın AlGaN bariyerdeki çekme gerinmesini basma gerinmesine dönüştürdüğü görüldü.

Structural, morphological and optical properties of AlN, GaN buffer materials and AlGaN/(AlN)/GaN heterostructures grown on sapphire substrate by MOCVD were investigated. XRD, AFM and PL techniques were used for characterization of the samples. The effects of AlN buffer layer on the sapphire substrate and AlN interlayer grown between GaN tampon-AlGaN barrier layers have been examined on the heterostructures. It was seen that AlN buffer layer improves the crystal quality and surface properties of heterostructures. Further improvement was achieved by inserting an AlN interlayer between GaN buffer and AlGaN barrier layers in the heterostructures. However, it was found that AlN interlayer leads to relatively rough interface in the heterostructures. In addition, it was seen that AlN interlayer changes the strain in the AlGaN barrier layer from tensile to compressive type.