Optical Properties of Group III-Nitride Thin Films Grown by Hollow Cathode Plasma Assisted Atomic La...

مرکز و کتابخانه مطالعات اسلامی به زبان های اروپایی

منو

" Optical Properties of Group III-Nitride Thin Films Grown by Hollow Cathode Plasma Assisted Atomic Layer Deposition "
Güngör, Neşe Alevli, Mustafa

Document Type	:	Latin Dissertation
Language of Document	:	English
Record Number	:	1057232
Doc. No	:	TL56349
Main Entry	:	Güngör, Neşe
Title & Author	:	Optical Properties of Group III-Nitride Thin Films Grown by Hollow Cathode Plasma Assisted Atomic Layer Deposition\ Güngör, NeşeAlevli, Mustafa
College	:	Marmara Universitesi (Turkey)
Date	:	2019
Degree	:	Ph.D.
student score	:	2019
Note	:	136 p.
Abstract	:	Düşük sıcaklıkta oyuk katodlu plazma destekli atomik tabaka biriktirme (HCPA-ALD) tarafından büyütülen grup III-Nitrit ince filmlerin özellikleri, biriken ince filmler için detaylı karakterizasyon sonuçlarıyla sunulmaktadır. Bu bağlamda, önce, film kalınlığı ve substratın düşük sıcaklıkta yetiştirilen GaN ince filmin özellikleri üzerindeki etkisini analiz ettik. Bu amaca yönelik olarak, Si alttaşı için kalınlığı 5.37 ile 81.40 nm arasında ve sapphire altaşı için kalınlığı 6.57 nm ile 84.35 nm arasında yüksek (002) yönelimine sahip GaN filmleri sıralı bir trietilguyum (TEG) ve N2/H2 plazması enjeksiyonu kullanılarak büyütülmüştür. X ışını kırınımı (XRD) analizi, GaN filmlerinin (002) tercihli bir büyüme yönüne sahip olduğunu ve GaN filmlerinin kristal kalitesinin her iki alttaş için kalınlığın artmasıyla arttığını gösterdi. XRD ve atomik kuvvet mikroskopisi, GaN tanelerinin varlığını doğruladı ve Si üzerindeki GaN katmanının kalınlığı 5.37 nm'den 48.65 nm'ye yükseldiğinde tane büyüklüğü arttığını gösterdi. X ışını fotoelektron spektrumundan, GaN filminde bulunan oksijen miktarının, kalınlık arttıkça azaldığı gösterilmiştir. Spektroskopik elipsometri analizi, optik film yoğunluğunun ve lokal kristalliğin, film kalınlığının artmasıyla arttığını ortaya koymaktadır, ancak film kalınlığındaki artışın, tüm GaN örnekleri için bu özellikleri iyileştirmediği görülmektedir. Bulgularımız, film kalınlığının kırılma indeksi üzerinde 300-1000 nm dalga boyu aralığında önemli etkilere sahip olduğunu ancak alttaşın önemli bir etkisinin olmadığını göstermektedir. Ayrıca, optik bant aralığı sonuçları, bant aralığı genişletmenin tüm HCPA-ALD ile büyütülen GaN örnekleri için geçerli olduğunu göstermiştir. Öte yandan, kızılötesi spektroskopik elipsometri (IRSE) kullanılarak elde edilen kızılötesi bölgedeki kırılma indisi, artan kalınlıkta belirgin olarak değişmemektedir. Ayrıca, kızılötesi elipsometrenin sonuçlarını Raman spektrumları ile karşılaştırarak E1(TO), E1(LO), A1(LO), and E_2^High fonon modlarını tespit edilmiştir. Frekanslarının GaN filmlerin stres durumuna bağımlılıkları da analiz edilmiş ve tartışılmıştır. İkinci bölümde, plazma gazı bileşiminin, birikmiş ikili III-nitrit ince filmlerin özellikleri üzerindeki etkisini analiz ettik. Bu amaç için, AlN, GaN ve InN filmleri, H2 akışının etkilerini araştırmak için sadece N2 (50 smcm) ve N2 / H2 (50 + 50 smcm, 50 + 25 smcm) plazma kullanılarak Si (100) altaşı üzerine büyütülmüştür. N2/H2 plazması ile büyütülen AlN ve GaN ince filmlerinin düşük açılı XRD (GIXRD) desenleri, H2 akışı 50'den 25 sccm'ye düştüğünde neredeyse değişmeden kaldı. Diğer taraftan, H2 olmadan N2 plazmasının kullanılması, bulk film içinde önemli karbon safsızlığı olan amorf GaN ince filmlere yol açtı. AlN durumunda, kristal yapı amorf benzeri malzemeye önemli ölçüde değiştirildiği için benzer davranışlar gözlenmiştir. AlN ve GaN ince filmlerin kalınlıkları, sadece N2 plazma gazı olarak kullanıldığında muazzam bir artış gösterdi. Ayrıca, hem AlN hem de GaN filmlerin kırılma endeksi değerleri, sadece N2-plazma kullanımında azalmıştır; ki bu, film kalitesinin bozulmasını onaylamaktadır. Yalnızca N2 plazma ile biriktirilen GaN ve AlN filmlerinin yapısal zayıflıkları, büyüyen film içinde sıkışan karbon kirliliklerinin varlığı nedeniyledir. İlginç bir şekilde, N2/H2 plazma ile büyütülmüş InN filmlerinde benzer sonuçlar gözlemlemedik. InN için, GIXRD ve spektroskopik elipsometri sonuçları, plazma gazında H2 içeriği arttıkça biriken filmlerin fazlarının InN'den In + InN'ye değiştiğini göstermektedir. Öte yandan, sadece N2-plazma ile yetiştirilen InN filmler gelişmiş yapısal özellikler göstermektedir. Bununla birlikte, biriken InN katmanlarındaki kalıntı karbon içeriğini en aza indirmek için önemli ölçüde daha yüksek N2 plazma maruziyet sürelerine ihtiyaç vardır.
Descriptor	:	Atomic physics
Added Entry	:	Alevli, Mustafa
Added Entry	:	Marmara Universitesi (Turkey)