在GaN上层中的碳杂质度的定量分析通过阴极光发光
1Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, CB3 0FS Cambridge, United Kingdom.
Micron (Oxford, England : 1993)
|June 29, 2023
概括
本研究介绍了一种阴极光发射 (CL) 技术,用于量化化 (GaN) 缓冲结构中的碳兴奋剂. 该方法使用蓝色发光精确测量碳度,为二次离子质谱 (SIMS) 提供了替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 化 (GaN) 和化 (AlGaN) 是重要的半导体材料.
- 精确量化GaN中的碳化对设备性能至关重要.
- 阴极光发光 (CL) 为非破坏性材料表征提供了潜力.
研究的目的:
- 开发和验证一种定量阴极光发射 (CL) 技术,用于测量GaN:C/AlGaN缓冲结构中的碳兴奋剂度.
- 建立与已知的碳化水平相关的CL发光强度的校准曲线.
- 为了将CL的有效性与二次离子质谱学 (SIMS) 进行碳量化.
主要方法:
- 通过将蓝色和黄色发光峰值强度规范化为GaN近频段边缘强度来导出校准曲线.
- 在GaN层中测量碳兴奋剂度,已知度范围为10^16至10^19cm^-3.
- 对未知的多层碳化GaN样品进行测试,测试衍生的校准曲线.
- 将CL结果与二次离子质谱学 (SIMS) 数据进行比较.
主要成果:
- 蓝色和黄色发光的校准曲线在室温和10K时成功生成.
- 使用规范蓝色发光度校准曲线进行的CL测量结果与SIMS.SIMS.S.非常一致.
- 使用正常化黄色发光度校准曲线的方法不那么可靠,可能是由于本地VGa缺陷.
- 在测试度范围内,CL证明有效量化GaN:C中的碳兴奋剂.
结论:
- 阴极光发光 (CL) 可以作为一种量化工具,用于测量GaN:C中的碳兴奋剂度.
- 使用正常化的蓝色发光强度提供了一种可靠的校准方法,与SIMS相对应得很好.
- 黄色发光不太适合量化,因为它受到原生缺陷的干扰.
- 内在的CL扩大效应可能会限制精确量化在薄 (<500nm) 多层的GaN:C结构.
