AlGaN ince filminin ısıl işlem sonrası yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Metal Organik Kimyasal Buhar Birikim (MOCVD) tekniğiyle safir alttaş üzerine büyütülen çoklu yapılı AlxGa1-xN (x=0.43) yarıiletken ince filmlerin ısıl işlem sonrası yapısal ve optik özellikleri incelendi. Malzemenin yapısal ve optiksel özellikleri yüksek çözünürlüklü X-ışınları kırınımı, atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve fotolüminesans (PL) sistemleri kullanılarak belirlendi. Örneklerin, farklı sıcaklıklarda hızlı ısıl tavlama (RTA) işlemine tabi tutularak, kristal yapısı, lüminesans özellikleri ve yüzey morfolojisi tavlama sıcaklığına göre incelendi. Yapının yüzey morfolojisi 2x2 µm2 ve 5x5 µm2 lik yüzeyleri için oda sıcaklığı ve atmosferik basınç altında AFM tekniği ile incelendi. Yüzey pürüzlülüğünün cihaz uygulamaları açısından kabul edilebilir ölçekte olduğu gözlendi. PL ölçümleri ile malzemenin optik özellikleri incelendi. XRD ile örneklerdeki Al yüzdesi ve kristal kaliteleri belirlendi. Ulaşılan sonuçların literatürdeki benzer çalışmalarla uyum içinde olduğu gözlendi.

In this study, optical and structural properties of superlattice AlxGa1-xN semiconductor thin films grown on A2O3 substrate after thermal processing have been investigated. The quality and surface morphology of the semiconductor thin films by using high resolution X-ray diffraction (HR-XRD), atomic force microscopy (AFM) and photoluminescence (PL) have been determined. Under rapid thermal annealing (RTA) process at various temperatures, crystal structure, properties of luminescence, surface morphology of the samples have been investigated against annealing temperatures. Under room temperature and atmospheric pressure, surfacemorphology for the 2x2 µm2 and 5x5 µm2 surfaces has been studied using AFM technique. It has been observed that surface roughness can be acceptable for device practice. Optical properties of the superlattice have been investigated using PL measurements. The crystal quality and Al percentages of the samples have been determined with XRD. The obtained results are in good agreement with similar studies in the literature.