GaAs(100)-pinnan passivointimenetelmien vertailu
Vuorinen, Esa (2020-03-31)
GaAs(100)-pinnan passivointimenetelmien vertailu
(31.03.2020)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
suljettu
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020042219926
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020042219926
Tiivistelmä
Tämä tutkielma käsittelee GaAs(100)-pinnan passivointimenetelmien vertailua. Passivoinnin ideana on parantaa puolijohteen pinnan tai rajapinnan sähköisiä ominaisuuksia siirtämällä energia-aukossa olevia vikatiloja energia-aukon ulkopuolelle.
Tässä työssä tarkastellut näytteet olivat n-tyyppisiä GaAs(100)-paloja, joiden päälle kasvatettiin ohut eristekerros alumiinioksidista. Eristekerros kasvatettiin atomikerroskasvatuksella (ALD). Näytteiden ylä- ja alapuolelle höyrystettiin metalliset kontaktit varjomaskihöyrystyksellä.
Näytteitä vertailtiin optisesti PL-mittausten avulla ja sähköisesti CV-, IV-, QV- ja konduktanssimittausten avulla. Sähköisiä mittauksia varten näytteistä valmistettiin MOS-kondensaattoreita. Työssä hyödynnettiin myös XPS-, RHEED- ja ellipsometrimittauksia. Suuri osa passivoinneista suoritettiin UHV-olosuhteissa.
Passivoinnin laatua pyrittiin arvioimaan määrittämällä rajapinta-ansojen tiheys eristeen ja puolijohteen välisellä rajapinnalla eri osissa puolijohteen energia-aukkoa. Sähköisten mittausten avulla näytteistä määritettiin erilaisia suureita, kuten piristyskonsentraatio ja metallin ja puolijohteen työfunktioiden välinen erotus. Työssä onnistuttiin valmistamaan toimivia GaAs MOS-kondensaattoreita ja soveltamaan piille kehitettyjä rajapinta-ansojen tiheyden määritysmenetelmiä yhdistepuolijohteelle.
Tässä työssä tarkastellut näytteet olivat n-tyyppisiä GaAs(100)-paloja, joiden päälle kasvatettiin ohut eristekerros alumiinioksidista. Eristekerros kasvatettiin atomikerroskasvatuksella (ALD). Näytteiden ylä- ja alapuolelle höyrystettiin metalliset kontaktit varjomaskihöyrystyksellä.
Näytteitä vertailtiin optisesti PL-mittausten avulla ja sähköisesti CV-, IV-, QV- ja konduktanssimittausten avulla. Sähköisiä mittauksia varten näytteistä valmistettiin MOS-kondensaattoreita. Työssä hyödynnettiin myös XPS-, RHEED- ja ellipsometrimittauksia. Suuri osa passivoinneista suoritettiin UHV-olosuhteissa.
Passivoinnin laatua pyrittiin arvioimaan määrittämällä rajapinta-ansojen tiheys eristeen ja puolijohteen välisellä rajapinnalla eri osissa puolijohteen energia-aukkoa. Sähköisten mittausten avulla näytteistä määritettiin erilaisia suureita, kuten piristyskonsentraatio ja metallin ja puolijohteen työfunktioiden välinen erotus. Työssä onnistuttiin valmistamaan toimivia GaAs MOS-kondensaattoreita ja soveltamaan piille kehitettyjä rajapinta-ansojen tiheyden määritysmenetelmiä yhdistepuolijohteelle.