单晶AlN的表面终结和形态通过ex situ化学处理和in situMOCVD过程

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 原子清洁的表面对于高性能半导体设备至关重要.
• 化 (AlN) 基板对于光电子和电力应用至关重要.
• 表面污染和形态显著影响设备性能.

研究的目的:

• 系统地评估用于AlN表面制备的ex situ湿化学清洗和in situ化.
• 了解每个清洁步骤对表面形态和污染的影响.
• 为了建立一个优化的表面处理,以后的表生长.

主要方法:

• 在现场进行湿化学清洗 (溶剂,海豚,HF,HCl) 和在现场进行回火.
• 使用X射线光电子光谱 (XPS) 和原子力显微镜 (AFM) 进行表面分析.
• 金属有机化学蒸汽沉积 (MOCVD) 增长与受控的V/III比率.

主要成果:

• 溶剂/海豚清洁暴露的步骤,但有有限的有机去除.
• 在HF清洗中去除了氧化物,但留下了残留物;在氧化物方面,HCl清洗效率较低.
• 回火减少了C/O污染,但改变了表面形态,以岛屿模式.
• 控制的MOCVD增长实现了从3D岛屿向2D步骤增长的过渡.

结论:

• 优化表面处理对于高质量的AlN表是必不可少的.
• 了解不同清洗方法的权衡是关键.
• 这项工作为改进先进化物装置的AlN基底制备提供了基础.