ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ С КВАНТОВОЙ ЯМОЙ AlGaN/GaN МЕТОДОМ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-5-17-23
Аннотация
На основе измерений вольт-фарадных характеристик GaN-HEMT в настоящей работе определены степени релаксации напряжения в барьерном слое AlGaN/GaN гетероструктур. Образцы выращены на подложках Al2O3 методом осаждения металлорганических соединений из газообразной фазы. С целью проведения вольт-фарадных измерений для всех исследуемых HEMT-структур созданы двухзатворные HEMT. Из измеренных вольт-фарадных характеристик получено значение поляризации Pexp внутри каждой HEMT-структуры. На основании анализа вольт-фарадных характеристик обнаружены электронные ловушки. По модифицированной модели Амбахера рассчитаны значения спонтанной Psp и пьезоэлектрической Ppz поляризаций. Полученные значения Pexp, Psp и Ppz для каждой HEMT-структуры позволили определить значение степени релаксации напряжения R в барьерном слое. Показана возможность применения вольт-фарадных характеристик для оценки качества кристаллической структуры барьерного слоя в AlGaN/GaN-гетероструктуре.
Об авторах
О. А. Рубан
Московский технологический университет (МИРЭА)
Россия
Россия
П. П. Мальцев
Московский технологический университет (МИРЭА)
Россия
Россия
Список литературы
1. Федоров Ю.В. Широкозонные гетероструктуры (Al,Ga,In)N и приборы на их основе для миллиметрового диапазона длин волн // ЭЛЕКТРОНИКА: наука, технология, бизнес. 2011. Т. 2 (00108). С. 92-107.
2. Bernardini F., Fiorentini V., Vanderbilt D. Spontaneous polarization and piezoelectric constants of III-V nitrides // Phys. Rev. B. 1997. V. 56. P. R10 024- R10 027.
3. Bernardini F., Fiorentini V. Macroscopic polarization and band offsets at nitride heterojunctions // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. P. R9427- R9430.
4. Zoroddu A., Bernardini F., Ruggerone P., Fiorentini V. First-principles prediction of structure, energetics, formation enthalpy, elastic constants, polarization, and piezoelectric constants of AlN, GaN, and InN: comparison of local and gradient-corrected density-functional theory // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 045208(6).
5. Fiorentini V., Bernardini F., Sala F.D., Carlo A.D., Lugli. P. Effects of macroscopic polarization in III-V nitride multiple quantum wells // Phys. Rev. B. 1999. V. 60. P. 8849-8858.
6. Иванов П.А., Потапов А.С., Николаев А.E., Лундин В.В., Сахаров А.В., Цацульников А.Ф., Афанасьев А.В., Романов А.А., Осачев Е.В. Вольт-фарадные характеристики МДП структур (Al/Ti)/Al2O3/n-GaN // Физика и техника полупроводников. 2015. Т. 49. № 8. С. 1061-1064.
7. Супрядкина И.А., Абгарян К.К., Бажанов Д.И., Мутигуллин И.В. Исследование поляризаций нитридных соединений (Al,Ga,AlGa)N и зарядовой плотности различных интерфейсов на их основе // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. № 12. С. 1647-1652.
8. Стрельченко С.С., Лебедев В.В. Соединения A3B5. М.: Металлургия, 1984. С. 121.
9. Смирнов В.И. Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Ульяновск: УлТУ, 2012. 75 с.
10. Ambacher O. Growth and applications of Group III-nitrides // J. Phys. D. 1998. V. 31. P. 2653-2710.
11. Тяпунина Н.А., Белозерова Э.П. Заряженные дислокации и свойства щелочногалоидных кристаллов // Успехи физических наук. 1988. T. 156. C. 683-717.
12. Алексеев А.Н., Петров С.И., Красовицкий Д.М., Чалый В.П., Мамаев В.В., Сидоров В.Г. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2014. Т. 9 (158). С. 24-32.
13. Алексеев А.Н., Петров С.И., Красовицкий Д.М., Чалый В.П. // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. Вып. 11. С. 1460-1463.
14. King-Smith R.D., Vanderbilt D. Theory of polarization of crystalline solids // Phys. Rev. 1993. V. B 47. P. 1651-1654.
15. Polarization Effects in Semiconductors. From Ab Initio Theory to Device Applications / Ed. C. Wood and D. Jena. USA: Springer, 2008. 515 р.
Рецензия
Для цитирования:
Рубан О.А., Мальцев П.П. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ С КВАНТОВОЙ ЯМОЙ AlGaN/GaN МЕТОДОМ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК. Russian Technological Journal. 2016;4(5):17-23. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-5-17-23
For citation:
Ruban O.A., Maltsev P.P. INVESTIGATION OF POLARIZATION IN HETEROSTRUCTURES WITH THE QUANTUM WELL AlGaN / GaN USING CAPACITANCE-VOLTAGE CHARACTERISTICS. Russian Technological Journal. 2016;4(5):17-23. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-5-17-23
Просмотров: 377
Послать статью по эл. почте 