AlGaN-puolijohdepinnan ominaisuuksia - Voutilainen, Viivi (fi=Turun yliopisto|en=University of Turku|, 2018)
Tässä Pro Gradu -tutkielmassa tutkittiin alumiinigalliumnitridi- (AlGaN) puolijohdepinnan ominaisuuksia. Päätavoitteena oli selvittää, miten kemiallinen vetykloridipohjainen (HCl) etsaus vaikuttaa AlGaN-pinnan kemiallisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin. Puolijohdepinnan hyvä puhdistus ja muokkaus ovat avainasemassa pyrittäessä kohti ideaalisempia reagoimattomia sekä kidevirheettömiä pintoja. AlGaN-pinnan ominaisuuksien hyvä tunteminen mahdollistaa stabiilimpien ja pienen resistanssin omaavien kontaktien luomisen sovelluskohteissa, kuten AlGaN/GaN heteroliitokseen pohjautuvissa HEMT-transistoreissa. Tutkimuksessa käytettiin kahta samanlaista kaupallista Mg-seostettua (p-tyyppistä) Al0,5Ga0,5N-näytettä, joista toiselle suoritettiin etsauskäsittely typpipussissa 3M HCl-liuoksessa. Näytteille suoritettiin samanlaiset lämpö- ja ammoniakkikäsittelyt ultrasuurtyhjiöolosuhteissa Turun Yliopiston materiaalitutkimuksen laboratorion mittauslaitteistoilla, jotta tulokset olisivat vertailukelpoisia. Pinnan ominaisuuksia tutkittiin matalaenergisellä elektronidiffraktiolla (LEED) ja röntgenfotoelektronispektroskopialla (XPS). Lisäksi näytteen pinnalle kasvatettiin atomikerroskasvatuksella (ALD) noin 3 nm:n paksuinen alumiinioksidikalvo (Al2O3), minkä jälkeen näytteelle tehtiin fotoluminesenssimittaus (PL). Tutkimuksessa havaittiin HCl-käsitellyllä näytteellä huomattava parannus PL-intensiteetissä. Lisäksi havaittiin etsauskäsittelyn pienentävän hapettuneen Ga 3d piikin komponentin intensiteettiä XPS-mittauksissa. Tulokset viittaavat onnistuneeseen etsauskäsittelyyn, joka pinnan kidevirheitä poistamalla saa aikaan materiaalin sähköisten ominaisuuksien parantumisen. Etsauksen kehittäminen ja parhaan tavan löytäminen mahdollistavat tulevaisuudessa AlGaN-materiaalia sisältävien sovellusten kehittämisen yhä korkeammalle tasolle.