AlxGa1-xAs/GaAs Tabakalı Yarıiletken Yapıların Büyütülmesi ve Büyütülen Yapıların Yüksek Çözünürlüklü X-ışını Kırınımı (HR-XRD) Sistemi Kullanılarak Yapısal Analizleri

Yıl 2024, Cilt: 3 Sayı: 1, 10 - 20, 01.07.2025

Sabit Korcak , Süleyman Özçelik

Öz

Bu çalışmada elektronik ve optoeletronik cihazların üretilmesinde kullanılan AlxGa1-xAs/GaAs tek kuantum kuyulu (QW) süper örgüsü ve AlxGa1-xAs/GaAs çoklu kuantum kuyuları (MQWs) kristal yapılarının büyütülmesine karar verildi. Büyütme başlamadan Moleküler Demet Epitaksi (MBE) deki yükleme, hazırlık ve büyütme odaları vakuma alındı. Büyütme işlemi başlamadan önce AlxGa1-xAs/GaAs tek kuantum kuyulu (QW) süper örgüsü ve AlxGa1-xAs/GaAs çoklu kuantum kuyuları (MQWs) kristal yapılarının büyütülmesinde sırasıyla 625µm kalınlığında p-tipi GaAs ve 625µm kalınlığında p-tipi GaAs (Zn) alttaş kullanıldı. Altaş üzerindeki herhangi bir kristak kusurlar veya safsızlıklar üzerine büyütülecek epitaksiyel tabakaların kalitesini ciddi olarak etkileyeceğinden, alttaş üzerindeki oksit tabakası arsenik basıncı altında büyüme öncesi büyüme odasında ısıl yöntemle kaldırıldı. Moleküler Demet Epitaksi V80H MBE sistemi ile AlxGa1-xAs/GaAs tek kuantum kuyulu (QW) süper örgüsü ve AlxGa1-xAs/GaAs çoklu kuantum kuyuları (MQWs) büyütüldü. Büyütülen AlxGa1-xAs/GaAs yarıiletkenlerinin kristal yapı analizleri incelendi. Yapıların kristal yapı analizleri Yüksek Çözünürlüklü X-ışını Kırınımı (HR-XRD) sistemi kullanılarak yapılarının özellikleri X-ışını kırınımı tekniği ile incelendi ve LEPTOS simülasyon programı ile analiz edildi. Bizim analizler için kullandığımız X–Işınları Cihazı (Bruker – AXS D8 Discover) Kurulumu: 4- kristalli Ge0022 simetrik monochromator (Si 002 için azami FWHM genişliği 0.00350), KFLCu2K X-ışını kaynağı, NaI dedektör, 1mm dedektör slit olarak sıralanabilir.

Anahtar Kelimeler

Moleküler Demet Epitaksi , Yarıiletken Büyütme , AlGaAs/GaAs , GaAs , X-Işını Kırınımı , Kristal Kusurlar

Kaynakça

• Cho A., “Film Deposition by Moleculer Beam Technique”, J.Vac. Sci. Tech., 8:31 (1971).
• Korcak S., “AlxGa1-xAs ve InxGa1-xN Tabakalı Yarıiletken Yapıların Optik ve Yapısal Özelliklerinin Tayini”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Şubat 2007.
• Foxon C. T., Cheng T. S., Novikov S. V. Et al., “The growth and properties of group III nitrides”, Journal of Crystal Growth, 150:892 (1995).
• Morkoç H., Strite S., Gao G. B., Lin M. E., Sverdlov B., Burns M., “Large band-gap SiC, III-V nitride and II-VI ZnSe based semiconductor device technologies”, Journal of Applied Physics, 76 (3):1363-1398 (1994).
• Nakamura S., Mukai T., Senoh M., “Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-hetero structure blue-light-emitting diyotes”, Applied Physics Lett., 641687 (1994).
• Akasaki I., Detchprohm T. And Hiramatsu K., “Obsarvation of resonant Raman lines during the photoluminesence”, Applied Physics Lett., 68:1265 (1996).
• Strite S. And Markoç H., “GaN, AlN and InN:A review” J. Vac. Sci. Technol. B”, 10 (4):1237-1266 (1992).
• Bantien F. And Weber J., “Manganese luminescence in AlGaAs-alloys and AlGaAs/GaAs quantum wells”, Solid state communications, 61 (7):423-426 (1987).
• Schuppen A., Gruhle A., Kibbel H., Erben U. and Koing U., Electron Lett., 30:1187 (1994).
• Fukatsu S., Yoshida H., Fujiwara A., Takahashi Y., Shiraki Y. And Ito R., “Spectral blue shift of photoluminescence in strained layer SixGe1-x/Si quantum well structure grown by gas source Si MBE”, Applied Physics Lett., 61:804 (1992).
• Borroff R., Merlin R., Chin H. And Bhattacharya P. K., “Raman scattering by optical phonons in In1-y-zAlyGazAs lattice matched to InP” Applied Physics Lett., 53 (17):1652 (1988).
• Siegle H., Eckey L., Hoffmann A., Thomsen C., Meyer B. K., Schikora D., Hankeln M. And Lischka K., “Quantitative determination of hexagonal minority phase in cubic GaN using Raman spectroscopy”, Solid State Comm., 96:943-949 (1995).
• Rosa F. R., Antonio M. And Juan C. M., “Determination of the origin of the series resistance through electroluminescence measurements of GaAs and AlxGa1-xAs solar cells and leds”, Solid-State Electronics, 42 (4):567-571 (1998).
• Bloch J., Shah J., Hobson W. S., Lopata J. and Chu S. N. G., “Optical properties of multiple layers of self-organized InAs quantum dots emitting at 1,3µm”, Applied Physics Lett., 75:2199 (1999).
• Huffaker D. L.and Deppe D. G., “Nonlinear optical and electro-optic properties of InAs/GaAs self-organized quantum dots”, Applied Physics Lett., 63:3202 (1993).
• Huang F., “X-ray Reflectivity Studies of Thin Film”, Center for Materials for Information Technology The University of Alabama, 1-2 (2005)
• Stephenson G. B., Eastman J. A., Thompson C., Auciello O., Thompson L. J., Munkholm A., Fini P., DenBaars S. P. And Speck J. S., “Observation of growth modes during metal-organic chemical vapor deposition of GaN” Applied Physics Letters, 74:3326-3328 (1999).
• Korcak S., Gümüş H., Öztürk M. K., Altuntaş H., Kılıç A. İ., Bengi A., Mamadov T. S. And Özçelik S., “AlxGa1-xAs/GaAs Kuantum Kuyu Yapısının Büyütülmesi ve X-ışınları Difraksiyonu Ölçümleri”, XI. Yoğun Madde Fiziği Toplantısı, Gazi Üniversitesi, Ankara, (2004).