Thermal Oxidation of AlInN for III-Nitride Electronic and Optoelectronic Devices
Thermal Oxidation of AlInN for III-Nitride Electronic and Optoelectronic Devices
复制标题
用于 III 族氮化物电子和光电器件的 AlInN 热氧化
DOI：
10.1021/acsaelm.9b00266
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发表时间：
2019
影响因子：
4.7
通讯作者：
Wierer, Jonathan J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peart, Matthew R.;Wei, Xiongliang;Borovac, Damir;Sun, Wei;Tansu, Nelson;Wierer, Jonathan J.
半导体的氧化是许多现代电子设备的基本组成部分。最好的例子是将硅氧化成二氧化硅，二氧化硅被用作栅电介质、波导层、掩蔽层和器件隔离层。在III-氮化物半导体中形成类似的稳定和绝缘氧化物的能力将使基于III-氮化物的新一代电子和光电设备成为可能。在这里，我们提供了厚的(>；100 nm)铝外延层在高温(900°C)下在氮气载气(湿式氧化)中转化为含有H2O蒸气的氧化物的数据。生长了AlxIn1-xN层，并与GaN层进行了晶格匹配(x=0.82)。氧化物可以整个形成或选择性地通过表面图案化来形成。原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪、椭圆偏振光谱和电学测量证实了其向氧化物的转化。该氧化物光滑且结晶，在可见光下的折射率为∼1.8，具有很高的电阻率(>；1014Ω·cm)。
The oxidation of semiconductors is a fundamental building block of many modern electronic devices. The prime example is the oxidation of silicon into silicon dioxide, which is used as a gate dielectric, waveguides, masking layer, and a device isolation layer. The ability to form an analogous stable and insulating oxide in III-nitride semiconductors would enable a new generation of III-nitride-based electronic and optoelectronic devices. Here we present data on the conversion of thick (>100 nm) AlInN epitaxial layers into oxides with H2O vapor in an N2carrier gas (wet oxidation) at elevated temperatures (900 °C). The AlxIn1–xN layers are grown on and latticed-matched (x= 0.82) to GaN layers. The oxide can be formed over its entirety or selectively by patterning the surface. The conversion to an oxide is confirmed and characterized by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, spectroscopic ellipsometry, and electrical measurements. The oxide is smooth and crystalline, has a low index of refraction of ∼1.8 in the visible, and exhibits very high resistivity of >1014Ω·cm.
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