GaAs(100)-pinnan passivointimenetelmien vertailu

Abstract

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.