🎰 👊🏾 👨‍👧‍👧 رأي خبير: مواد أشباه الموصلات في الإلكترونيات 🐩 🦆 ⤴️

في شهر مايو من هذا العام ، في إحدى المجلات العلمية الأكثر احترامًا "علم وهندسة المواد R" (عامل التأثير 15) ، نشر مقال مراجعة من قبل عالمنا البارز ألكسندر ياكوفليفيتش بولياكوف والأستاذ ينج هوان لي من جامعة تشونبوك الوطنية في كوريا.
تم تخصيص المقال لتأثير العيوب على خصائص نيتريد المجموعة الثالثة ومناقشة طرق دراسة البنية الإلكترونية لهذه العيوب.

, – , , ( , ), ( , -, ), - .

نلاحظ أيضًا أنه تم منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2014 إلى الرواد في هذا المجال ، العلماء اليابانيين أ. أكاساكي ، هـ. أمانو ، س. ناكامورا لتطوير الثنائيات الضوئية الزرقاء ، مما جعل من الممكن إدخال مصادر الضوء الساطعة والموفرة للطاقة ، وكعلامة على الاعتراف الضخم أهمية هذه المنطقة. لكن هذه ليست سوى البداية. قريباً ، في حياتنا اليومية ، ستحل مصابيح النيتريد LED محل المصابيح المتوهجة والفلورية التقليدية.

ومع ذلك ، بينما ننتقل إلى الحياة العملية ، تزداد أهمية مسائل الكفاءة والموثوقية والموثوقية .عمل الأجهزة على النتريد. وهنا اتضح أننا بحاجة للتعامل الجاد مع العيوب الهيكلية في هذه المواد والأجهزة وتطوير طرق جديدة لدراستها. سوف يجيب الأستاذ الأكاديمي الرائد A.Ya على هذه الأسئلة وغيرها في رأيه الخبير في مدونة الشركة . البولنديين .

* أود أن أحذر قرائنا من أنه لفهم ما سبق ، فإن المعرفة في هذه المجالات ضرورية.

جامعة ألكسندر ياكوفليفيتش بولياكوف : جامعة تشونبوك الوطنية ، كوريا الجنوبية
أستاذ زائر ، NUST “MISiS”

نتريد المجموعة الثالثة من الجدول الدوري Mendeleev هي مادة أشباه الموصلات الواعدة ، حيث تسمح المنطقة المحظورة ، من حيث المبدأ ، باستقبال أجهزة البث وأجهزة استقبال الضوء ذات الطول الموجي من 1.55 ميكرومتر إلى 0.2 ميكرومتر ، والأجهزة الإلكترونية ذات جهد الانهيار العالي جدًا والتيار الأمامي الكبير. نظرًا لفجوة النطاق الكبيرة والطاقة العالية الملزمة ، يجب أن تعمل الأجهزة القائمة على النيتريد ، على عكس ، على سبيل المثال ، السيليكون ، بشكل جيد في درجات حرارة عالية جدًا ، وتحمل جرعات كبيرة من الإشعاع ، وتكون غير حساسة للبيئات العدوانية. تم إدراك إمكانات هذه المركبات منذ فترة طويلة ، في أواخر السبعينيات. ومع ذلك ، تم إعاقة التطبيقات العملية بسبب سلبيين مهمين للغاية. أولاً ، اتضح أنه من الصعب جدًا الحصول على بلورات نيتريد بالجملة بالطرق التقليدية ،تستخدم على نطاق واسع لأشباه الموصلات الأخرى. ويرجع ذلك إلى نقاط انصهار عالية ، وتقلب بخار النيتروجين ، وقابلية ذوبانه المنخفضة في الذوبان. في الوقت نفسه ، عندما حاولوا زراعة طبقات النيتريد على ركائز أجنبية ، لم يكن من الممكن الحصول على أغشية فوقية من الكريستال الواحد ضرورية لإنشاء الأجهزة الإلكترونية والبصرية. ثانيًا ، أظهرت الدراسات التجريبية في مرحلة مبكرة أنه لا يمكن تحقيق الموصلية من النوع p في أشباه الموصلات هذه ، وأن تركيز الإلكترون في الطبقات من النوع p مرتفع جدًا.اللازمة لإنشاء الأجهزة الإلكترونية والبصرية ، فشل. ثانيًا ، أظهرت الدراسات التجريبية في مرحلة مبكرة أنه لا يمكن تحقيق الموصلية من النوع p في أشباه الموصلات هذه ، وأن تركيز الإلكترون في الطبقات من النوع p مرتفع جدًا.اللازمة لإنشاء الأجهزة الإلكترونية والبصرية ، فشل. ثانيًا ، أظهرت الدراسات التجريبية في مرحلة مبكرة أنه لا يمكن تحقيق الموصلية من النوع p في أشباه الموصلات هذه ، وأن تركيز الإلكترون في الطبقات من النوع p مرتفع جدًا.

بدأ التطور السريع في مجال فيزياء وتكنولوجيا النتريد من المجموعة الثالثة باكتشافات العلماء اليابانيين A. Akasaki و H. Amano و إلى حد ما ، S. Nakamura ، الذين وجدوا طرقًا للحصول على أغشية أحادية البلورة من نيتريد الغاليوم وتعاطي المنشطات لهذه المادة مع نوع p أو p -نوع الموصلية. لحل المشكلة الأولىتم استخدام تقنية أصلية ، عندما يتم تطبيق طبقة رقيقة غير متبلرة جدًا من نيتريد الألومنيوم أو نيتريد الغاليوم لأول مرة عند درجة حرارة منخفضة على ركيزة أجنبية (ياقوت بلوري واحد) ، عن طريق التلدين عند درجة حرارة عالية ، تتحول هذه الطبقة إلى بلورة ، وتتحول إلى نسيج من البلورات الصغيرة ، وتزرع بالفعل طبقة في درجة حرارة عالية نتريد التكوين المطلوب. يحدث تحسين الكمال البلوري بسبب النمو الجانبي الانتقائي لعدد صغير فقط من الحبوب ذات الاتجاه "الصحيح". جعل تحسين الكمال الهيكلي للأفلام من الممكن الحد بشكل حاد من تركيز المتبرعين المتبقيين في هذه الأفلام.

حلول للمهمة الثانيةكان من الممكن الحصول على موصلية مستقرة من النوع p عندما تم اكتشاف أن السبب الرئيسي للفشل في هذا الاتجاه هو التكوين الفعال للغاية لمجمعات الهيدروجين (الموجودة دائمًا في الأفلام المزروعة) مع المتقبلين. اتضح أنه إذا تم تدمير هذه المجمعات عن طريق التشعيع الإلكتروني أو التلدين عند درجة حرارة عالية ، فيمكن الحصول على الموصلية من نوع الثقب في أفلام النيتريد بثبات. منذ تلك اللحظة ، كانت المكونات الرئيسية للنجاح موجودة ، وبدأت تقنية نمو النتريد والأجهزة التي تعتمد عليها في التطور بسرعة. بالإضافة إلى ذلك ، اتضح أن النتريدات غير المتجانسة لها خاصية مثيرة للاهتمام للغاية. بما أنه على عكس السيليكون أو زرنيخ الغاليوم ، الذي يشكل بلورات مكعبة ، تتبلور النيتريد في شبكة سداسية ،يوجد حقل استقطاب كهربائي قوي فيها ، مما يؤدي إلى تكوين نيتريدين مختلفين على الحدود غير المتجانسة(على سبيل المثال ، AlGaN / GaN) لطبقة غاز إلكترون ثنائية الأبعاد بتركيز عال جدًا ، أعلى بكثير من الوصلات المتغايرة AlGaAs / GaAs. يمكن التحكم في موصلية هذه الإلكترونات ثنائية الأبعاد من خلال تطبيق مجال كهربائي خارجي باستخدام الصمام الثنائي Schottky.

وبالتالي ، من الممكن إعداد الترانزستورات ذات التأثير الميداني مع الموصلية الهائلة للقناة (مما يعني أن التيار يحمل في حالة الحالة) ، ويمكن تحقيق ذلك دون المنشطات الخاصة لطبقة مصدر الإلكترون ، وذلك ببساطة بسبب ما يسمى المنشطات الاستقطابية (في AlGaAs / GaAs heterojunctions ، من الضروري بشكل خاص أن تغمس الطبقة بقوة الغص).

ونتيجة لذلك ، تم تطوير مجموعة متنوعة من الأجهزة المعتمدة على النتريد وعرضها في وقت قياسي: مصابيح LED فعالة ، وترانزستورات تأثير المجال القوية ، وأجهزة كشف ضوئية تعمل بالضوء الشمسي (أي أجهزة الاستقبال التي تستجيب للأشعة فوق البنفسجية ولكن ليس للضوء المرئي) ، ومُعدِّلات منخفضة الخسارة في الدولة وحالات الانهيار الكبيرة.

كما تعلمون ، لاكتشافاتهم الثورية في مجال فيزياء مركبات النتريد من المجموعة الثالثة A. Akasaki و H. Amano و S. Nakamura حصلوا على جائزة نوبل في الفيزياء العام الماضي كاعتراف بالأهمية الكبيرة لهذه الأعمال في العلوم والممارسة.

ومع ذلك ، اتضح على الفور أن خصائص النيتريد تختلف بشكل أساسي عن خصائص أشباه الموصلات الأخرى. وبالتالي ، فإن كثافة الخلع (الاضطرابات الهيكلية الخطية المرتبطة بالاختلاف في معلمات الشبكة ومعاملات التمدد الحراري ، بالإضافة إلى وجود الضغوط الميكانيكية في الهيكل) في النتريد هي خمسة مرات من حيث الحجم أعلى من ، على سبيل المثال ، في زرنيخ الغاليوم ، في هذا النظام تمكن بسرعة من الحصول على مصابيح LED فعالة في المنطقة الزرقاء من الطيف ، ولاحقًا ليزر الحقن ، على الرغم من أننا اضطررنا في الحالة الأخيرة للعمل على تقليل كثافة الخلع من 109 إلى 107 سم -2 باستخدام طرق مع الانتقائية للنمو الفوقي الفوقي (ELOG ، النمو الجانبي الفوقي في الاختصار الإنجليزي ، الطريقة الموضحة في الشكل 1والذي يوضح كيف يحدث تصفية الاختلالات الناتجة عن الاختراق بسبب النمو الجانبي على المناطق التي تخفيها شرائط SiO2).

تين. 1 . تمثيل تخطيطي لطريقة ELOG ، والتي تسمح بتقليل كثافة الاضطرابات في طبقات الجاليوم لمصابيح LED وأشعة الليزر بالحقن

في الوصلات غير المتجانسة AlGaN / GaN ، تم الحصول بسرعة كبيرة على كثافة ضخمة من غاز إلكترون ثنائي الأبعاد بترتيب 1013 سم -2 وكان التوصيل لغاز إلكترون ثنائي الأبعاد أعلى مرتبة من تفاعلات التغاير AlGaAs / GaAs فقط بسبب تناول المنشطات الاستقطابية. لذلك أثبتت الترانزستورات ذات التأثير الميداني (HEMTs) المصنوعة في نظام AlGaN / GaN على الفور مزاياها الهائلة. في الظروف العادية ، تكون مصابيح LED ، ليزر الحقن ، المقومات ، الترانزستورات ذات التأثير الميداني حساسة جدًا للوجود في الطبقات وعلى واجهات المراكز ذات المستويات العميقة التي يمكنها التقاط شركات النقل الحالية.

يبدو أنه في الطبقات غير المثالية ، والتقاطعات المتغايرة ، والآبار الكمومية للنيتريد ، سيكون تأثير هذه المصائد العميقة أقوى من تأثير أشباه الموصلات المتقدمة للغاية.

ومع ذلك ، لم تثبت دراسات أطياف المستوى العميق في أفلام النيتريد التي أجريت في الفترة الأولية ، على عكس التوقعات ، تركيزات عالية جدًا من المراكز العميقة وأي اتصال خطير لأي مراكز بخصائص الليزر ومصابيح LED والترانزستورات. كانت العيوب الوحيدة التي يبدو أنها تؤثر على المعلمات هي الاضطرابات . لذلك ، تركز اهتمام الباحثين لفترة طويلة بشكل رئيسي على الحصول على الهياكل مع مجموعة معينة من الطبقات ، ومستوى معين من المنشطات ، وحدود مغايرة حادة ، ومستوى كثافة خلع مقبول لتطبيق معين.

ارتبطت إمكانية الحصول على تلألؤ كهربائي فعال في مصابيح LED المستندة إلى النتريد بالتحلل اللفظي للحلول الصلبة InGaN خلال هذه الفترة ، وارتبط العائد الكمي المنخفض للتلألئ الكهربائي في المنطقة الطيفية الخضراء بتركيز عال من الإنديوم في الآبار الكمومية GaN / InGaN وحجم كبير من مناطق الانبعاثات المخصبة بالإنديوم. بالنسبة إلى HEMTs ، كان النهج هو تحسين المنشطات الاستقطابية. تم تكليف دراسات طبيعة العيوب ذات المستويات العميقة خلال هذه الفترة بالمهمة العلمية البحتة لتراكم المعرفة ومقارنتها مع تنبؤات النماذج النظرية.

بعد ذلك بقليل اتضح أنه ليس كل شيء بسيطًا جدًا ويبدو أن المراكز العميقة تلعب دورًا ملحوظًا في حقيقة أن مصابيح LED المصنوعة من الشعاع الجزيئي (MBE) لا تحقق أبدًا كفاءة مماثلة للأجهزة التي تم الحصول عليها بواسطة MOS hydride epitaxy (MOCVD) أن خصائص مصابيح LED غير القطبية (أي مصابيح LED المعدة على الهياكل التي تكون فيها حقول الاستقطاب صفرية أو صغيرة) لا تتحول إلى أعلى من الحقول القطبية (في هذه الحالة ، كان من المتوقع تحقيق مكاسب كبيرة بسبب حقيقة أن حقول الاستقطاب إلكترونات وثقوب منفصلة مكانيًا في الآبار الكمومية وتقليل كفاءة إعادة التركيب الإشعاعي)، وخصائص المصابيح ذات قطبية النتريد (في الهيكل السداسي الذي ينمو في اتجاه المحور السداسي الرئيسي ، المحور ج ، الأسطح العلوية والسفلية للفيلم تنتهي بذرات مختلفة ، إما ذرة المجموعة الثالثة (النسخة الأكثر شيوعًا) أو النيتروجين ، انظر الشكل 2 ) ، على عكس الاعتبارات النظرية ، هو أسوأ بكثير من الأجهزة ذات قطبية الغاليوم. على الرغم من أن أسباب الآثار في جميع هذه الحالات معقدة ومتنوعة للغاية ، فقد اتضح دائمًا أن زيادة تركيز المراكز العميقة يلعب دورًا مهمًا جدًا [1-4].

تين. 2 . أقطاب النيتروجين والغاليوم في نيتريد الغاليوم وطرق تحضيرها

في السنوات القليلة الماضية ، ظهر عدد من الظروف التي جعلتنا ننظر بشكل مختلف تمامًا إلى دور المصائد العميقة في سلوك الهياكل القائمة على النيتريد والليزر والترانزستور.

أولاً ، كان يعتقد أن المصائد العميقة لا يمكن أن تكون مهمة لمصابيح LED عالية الطاقة ، لأن هذه الأجهزة تعمل في تيارات حقن عالية جدًا ، عندما تكون جميع المصائد مشبعة وتكون مساهمتها صغيرة. ومع ذلك ، اتضح أنه بسبب آثار إعادة تركيب الأوجير (إعادة التركيب التي لا تنتقل فيها الطاقة إلى الإشعاع ، ولكن يتم نقلها إلى الجسيم الثالث)وانتقال الناقل في الآبار الكمومية ، يجب أن تكون تيارات الحقن محدودة للغاية ، بحيث تصبح مساهمة مراكز إعادة التركيب غير الإشعاعية ملحوظة للغاية. على خلفية المتطلبات المتزايدة للغاية لحجم العائد الكمي الداخلي ، فإن هذا الظرف له أهمية كبيرة.

ثانيًا ، لم تؤكد الدراسات الهيكلية التفصيلية للسنوات الأخيرة تشكيل مناطق موضعية للنقاط الكمومية في مصابيح LED الزرقاء استنادًا إلى الآبار الكمومية GaN / InGaN ، ولكن القياسات التفصيلية لأطوال الانتشار (أي متوسط المسافات التي لا يمكن لأي إلكترونات وثقوب أن تسافر بدون إعادة التركيب) في نيتريد الغاليوم ومصابيح LED بناءً عليه لا تؤكد الدور الحاسم للخلع. ثم ، بطبيعة الحال ، يطرح السؤال: ما هي المراكز التي تحد من الخصائص؟

ثالثًا ، في هياكل LED الزرقاء والقطبية غير القطبية والقطبية في أطياف المستويات العميقة ، تم العثور على عدد من المراكز العميقة التي يرتبط تركيزها بالكفاءة الكمية وزيادات أثناء التدهور (انظر مناقشة هذه المسألة في [5]). علاوة على ذلك ، عندما يمكن قمع مساهمة هذه المراكز في إعادة التركيب غير الإشعاعي من خلال التفاعل مع البلازما السطحية الموضعية (انظر المراجعة في [6]) ، تزداد كفاءة التلألؤ بشكل حاد.

وأخيرًا ، بالنسبة إلى الترانزستورات ذات التأثير الميداني عند الوصلات غير المتجانسة ، فإن ظاهرة الانهيار الحالي (أي انخفاض ملحوظ في التيار عند الترددات العالية مقارنة بالتيار مع التحيز المستمر) كانت معروفة لفترة طويلة ، والتي ارتبطت منذ فترة طويلة بقبض الإلكترونات عن طريق الفخاخ على سطح حاجز AlGaN وتشكيل تسمى مصراع افتراضي (يبدو أن هذه الفخاخ المشحونة تزيد من المساحة الفعالة لصمام ثنائي شوتكي لفترة من الوقت وبالتالي تقلل التيار من خلال قناة الترانزستور). ومع ذلك ، فقد وجد مؤخرًا أن هذه المصائد لا تظهر على السطح كثيرًا بالقرب من واجهة AlGaN / GaN ، بحيث تكون مجموعة هذه المصائد محدودة نوعًا ما ، ويتم إنشاء المصائد نفسها عند مرور تيارات العمل الكبيرة عبر الترانزستورات أو عندما تكون مشعة بجزيئات عالية الطاقة (انظر المراجعة والمراجع في [5]).

وبالتالي ، أصبحت مهمة دراسة أطياف المستوى العميق مباشرة في هياكل الأجهزة القائمة على نيتريد الغاليوم (LEDs ، والترانزستورات ، والمقومات) ملحة للغاية مؤخرًا. ومع ذلك ، عند حل هذه المشكلة ، يجب مراعاة العديد من الظروف.

أولاً ، فجوة النطاق حتى في مصابيح LED الزرقاء هي 2.7-2.8 eV ، بحيث يكون عمق المراكز الموجودة بالقرب من منتصف فجوة النطاق حوالي 1.4 eV ، بينما في الطريقة القياسية للتحليل الطيفي السعوي للمستويات العميقة (RSGS) ، لا يمكن تحقيقه إلا بصعوبة كبيرة تسجيل قمم تتوافق مع حوالي 1-1.2 eV من حواف المناطق بقيم مواتية للمقاطع العرضية للالتقاط. من الممكن ، من حيث المبدأ ، توسيع نطاق المصائد المسجلة إلى 1.5-1.6 eV باستخدام أجهزة تبريد عالية الحرارة(انظر ، على سبيل المثال ، العمل [7] لـ SiC) ، ولكن بالنسبة للأجهزة القائمة على نيتريد الغاليوم ، يصبح تسرب الصمام الثنائي Schottky حرجًا. هذا السؤال أكثر حدة للهياكل التي تعمل في المنطقة الطيفية للأشعة فوق البنفسجية وللترانزستورات ذات التأثير الميداني مع حاجز AlGaN واسع الفجوة. يتم إنشاء مضاعفات إضافية أيضًا من خلال العمق الكبير لمستقبلات المغنيسيوم (0.18 eV) ، مما يعقد القياسات عند تقاطعات pn. لا تزال هذه الصعوبة تزداد بشكل ملحوظ مع زيادة في الجزء المولي من الألمنيوم في مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية. يشكل النفق الواضح في الهياكل ذات الآبار الكمومية أيضًا مشكلة خطيرة (انظر ، على سبيل المثال ، [8 ، 9] ومناقشة تفصيلية مع عدد كبير من المراجع في المراجعة [5]). في هياكل الترانزستور ، يؤدي وجود عيوب ثابتة إلى صعوبات خطيرة.(أي عيوب تعتمد حالتها على الخلفية) في حاجز الترانزستور. هذه العيوب تحول عتبة الجهد أثناء قياس الأطياف. تنتج الصعوبات الكبيرة أيضًا عن مقاومة سلسلة كبيرة للترانزستورات في وضع النضوب [5]. (يتعلق ذلك بزيادة المقاومة عند الإغلاق عندما تكون طبقة استنفاد الغاز ثنائية الأبعاد تحت حاجز شوتكي ، كما هو موضح في الشكل 3 ) .

تين. 3 . التغيير في التردد الحدودي لـ "الرف" في الاعتماد على التردد لسعة HEMT للهيكل AlGaN / GaN ، مما يشير إلى زيادة المقاومة التسلسلية (مقاومة الوصول)

في الآونة الأخيرة ، تم نشر عدد من الأعمال التي تحل هذه المشاكل جزئيًا. على وجه الخصوص ، في [10] وفي عدد من أعمالنا الأخرى ، تم توضيح كيف يمكن تحديد معلمات المصائد العميقة في حاجز من قياسات الاعتماد الطيفي للسعة - الجهد - الجهد الكهربي لهياكل HEMT في درجات حرارة منخفضة ومن أطياف قبول الهياكل (أي من القياسات اعتماد درجة الحرارة على السعة والتوصيل عند ترددات مختلفة) . في نفس العمل وفي عدد من الأعمال الأخرى ، تم وصف قياسات أطياف RSGU مباشرة على هياكل الترانزستور مع بوابة متعددة الأصابع (الرسم التخطيطي موضح في الشكل 4).

تين. 4 . البوابة متعددة الأصابع للترانزستور AlGaN / GaN ، والتي تسمح بقياسات أطياف المستوى العميق في أجزاء مختلفة من الهيكل بطريقة RSGU القياسية.

في حالة الهياكل التي تم إعدادها على عازلة موصلة ، تسمح الطريقة الأخيرة ، من حيث المبدأ ، بفصل الفخاخ الموجودة في الحاجز وفي عازلة الترانزستور. في عدد من الأعمال (انظر ، على سبيل المثال ، [ 11 ، 12 ]) ، تم وصف نسختين من RSGU الحالية فيما يتعلق بهياكل الترانزستور ، والتي تسمح بفصل الفخاخ في طبقة حاجز الترانزستور وعلى السطح بين البوابة والصرف. طريقة أخرى لقياس أطياف المستوى العميق وتحديد موضع المستويات في هياكل LED مع الآبار الكمومية المتعددة وفي الهياكل الترانزستورية تعتمد على مزيج من طريقة التحليل الطيفي بالسعة ، حيث لا يتم فحص درجة الحرارة في RSU القياسي ، ولكن الطول الموجي للضوء المثير (طريقة DLOS) ، وتندمج هذه القياسات مع قياسات الاعتماد الطيفي لخصائص جهد السعة(انظر ، على سبيل المثال ، [13 ، 14]) .

في الآونة الأخيرة ، قمنا بتطوير طريقة RSGU بالسعة التي تسمح بالقياسات على ترددات مختلفة وبالتالي تقلل من آثار مقاومة السلسلة في الترانزستورات. كما أن التنفيذ الملموس للطريقة يجعل من الممكن قياس الأطياف من مصادر تطبيقية مختلفة - جهد التصريف ، وبالتالي ، التمييز بين المصائد السطحية والسطحية بكفاءة عالية [15]. تين. 5 يوضح الهيكل الذي تم التحقيق فيه ، وفي الشكل. يوضح الشكل 6 أن انخفاض تردد إشارة الاختبار من 1 ميجاهرتز إلى 10 كيلوهرتز يجعل من الممكن تحديد مركز إضافي قدره 0.3 فولت عند واجهة الهيكل وتحديد تركيز المراكز الأخرى بشكل صحيح عن طريق تقليل تأثير مقاومة السلسلة.

تين. 5 . هيكل التحقيق

تين. 6 . أطياف هيكل الترانزستور RSGU يقاس عند قيم مختلفة لجهد البوابة والترددات المختلفة لإشارة الاختبار

تم وصف نهج عام لتحليل خصائص الفخاخ المسؤولة عن الانهيار الحالي في الترانزستورات وتحديد الموقع المكاني لهذه الفخاخ في [16 ، 17] (من بين أمور أخرى) وتمت مناقشته بالتفصيل في مراجعتنا [5]. كل هذه الدراسات هي موضوع مشروعنا.

مواد إضافية (حواشي)

[1] A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, A.V. Govorkov, A.V. Markov, T.G Yugova, E.A. Petrova, H. Amano, T. Ka-washima, K.D. Scherbatchev, V.T. Bublik, Electrical Properties and Deep Traps Spectra in Undoped and Si-doped M-plane GaN Films, J. Appl. Phys. 105(6), 063708 (2009)
[2] A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, A.V. Govorkov, A.V. Markov, Q. Sun, Y. Zhang, C. D. Yerino, T.-S. Ko, I.-H. Lee, J. Han, Electrical properties and deep traps spectra of a-plane GaN films grown on r-plane sapphire, Materials Science and Engineering B, B166, 220-224 (2010)
[3]. A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, A.V. Govorkov, Q. Sun, Y. Zhang, Y.S. Cho, I.-H. Lee, J. Han, Electrical and luminescent properties and deep traps spectra of N-polar GaN films, Materials Science &Engineering B, 166, 81-88 (2010)
[4] A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, A.V. Govorkov, H. Amano, S.J. Pearton, I.-H. Lee, Q. Sun, J. Han and S.Yu. Karpov, Role of Non-Radiative Recombination Centers in Nonpolar GaN in Light Emission Efficiency and Relation to Extended Defects, Appl. Phys. Lett. 98, 072104 (2011)
[5] A.Y. Polyakov and In-Hwan Lee, Deep traps in GaN-based structures as affecting the performance of GaN devices (a review), Mat. Sci& Eng. ®, 94, 1-56 (2015)
[6] In-Hwan Lee, Lee-Woon Jang, and AlexanderY.Polyakov, Performance enhancement of GaN-based light emitting diodes by the interaction with localized surface plasmons, Nano Energy (a review) 13, 140–173 (2015)
[7]P.B. Klein, B.V. Shanabrook, S.W. Huh, A.Y. Polyakov, M. Skowronski, J.J. Shumakeris, and M.J. O’Loughlin, Lifetime-limiting defects in n- 4H-SiC epilayers, Appl. Phys. Lett. 88, 052110 (2006)
[8] A.Y. Polyakov, A.V. Govorkov, N.B. Smirnov, A.V. Markov, In-Hwan Lee, Jin-Woo Ju, S.Yu. Karpov, N.M. Shmidt, and S.J. Pearton, Properties of Undoped GaN/InGaN Multi-Quantum Wells and GaN/InGaN p-n Junctions Prepared By Epitaxial Lateral Overgrowth, J. Appl. Phys. 105, 123708 (2009)
[9] O. Soltanovich and E. Yakimov, Capacitance-voltage and admittance investigations of InGaN/GaN MQW LEDs: frequency dependence, Phys. Status Solidi (c ) 10, 338–341 (2013)
[10]A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, A.V. Govorkov, and E.A. Kozhukhova, S.J. Pearton, F. Ren and L. Lu, J.W. Johnson, R.V. Ryzhuk, N.I. Kargin, Deep traps in AlGaN/GaN heterojunctions and transistor structures grown on Si substrate, J. Vac. Sci. Technol. B 31, 011211 (2013)
[11] A. Sasikumar, A. R. Arehart, S. Martin-Horcajo, M. F. Romero, Y. Pei, D. Brown,
F. Recht, M. A. di Forte-Poisson, F. Calle, M. J. Tadjer, S. Keller, S. P. DenBaars,
U. K. Mishra, and S. A. Ringel, Direct comparison of traps in InAlN/GaN and AlGaN/GaN high electron mobility transistors using constant drain current deep level transient spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 103, 033509 (2013)
[12] A.R. Arehart, A. Sasikumar, S. Rajan, G.D. Via, B. Poling, B. Winningham, E.R. Heller, D. Brown, Y. Pei, F. Recht, U.K. Mishra, and S.A. Ringel, Direct observation of 0.57 eV trap-related RF output power reduction in AlGaN/GaN high electron mobility transistors, Solid-State Electronics 80, 19–22 (2013)
[13] Y. Nakano, Y. Irokawa, and M. Takeguchi, Deep-Level Optical Spectroscopy Investigation of Band Gap States in AlGaN/GaN Hetero-Interfaces, Appl. Phys. Express, 1, 091101 (2008)
[14] A. Armstrong, T. A. Henry, D. D. Koleske, M. H. Crawford, K. R. Westlake, and S. R. Lee, Dependence of radiative efficiency and deep level defect incorporation
on threading dislocation density for InGaN/GaN light emitting diodes, Appl. Phys. Lett. 101, 162102 (2012)
[15] A.Y. Polyakov, N.B. Smirnov, In-Hwan Lee, and S.J. Pearton, Deep level transient spectroscopy in III-Nitrides: decreasing the effects of series resistance, to be published in J. Vac. Sci. Technol. (b) (2015)
[16] O. Mitrofanov and M. Manfra, Mechanisms of gate lag in GaN/AlGaN/GaN high
electron mobility transistors, Review, Superlattices and Microstructures 34, 33–53 (2003)
[17] J. Joh and J. A. del Alamo, A Current-Transient Methodology for Trap Analysis for GaN High Electron Mobility Transistors, IEEE Trans. Electron. Dev. 58, 132-140, (2011)

رأي خبير: مواد أشباه الموصلات في الإلكترونيات

More articles: