Nitratlı fonksiyonel malzemelerin (GaN/AlN/alInN/InGaN ) mozaik kusurlarının incelenmesi
Mosaic defect investigation in the functional materials with nitrate (GaN/AlN/alInN/InGaN )
Yazar: MEHMET TAMER
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL ÖZTÜRK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Yapısal kusurlar = Structural defects

Özet:
Metalorganik kimyasalbuhar biriktirmeyöntemi ile InGaN ve AlInN sırasıyla LED ve HEMT yapılar safir alttaş üzerine AlNtampon veGaNepi tabaka olarak büyütüldü. İndiyumartışı altında 5x (InGaN / GaN) Çoklu Kuantum Kuyusu(MQW) LED ve AlInN/AlN/GaN HEMT yapısalözelliği yüksek çözünürlüklüX-Işını kırınımı ile çalışıldı. Hall Etkileri (HALL), Atomik KuvvetMikroskopi (AFM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) sonuç parametreleri ile yapısal sonuçlar karşılaştırıldı. In katkılanma oranına bağlı olarak InGaN LED ve AlInN HEMT yapılarının mozaik kusurlarını ayrıntılı olarak inceledi. LED yapının her iki AlN ve GaN tabakaların HRXRD ölçüm sonuçları indinyum oranı ile monomatik olarak değişmektedir. Fakat bu tabakaların bazı kusur özellikleri bir biri ile ters davranış özelliği göstermektedir. Ayrıca HRXRD ölçümlerde bazı numunelerin kristalize özelliği iyi seviyede olmadığı için miller düzlemlerin bir kaçı iyi gözlenmemektedir. Buna rağmen AlInN yapının kusur özelliği her üç örneğin (00.4) miller düzleminin HRXRD pik yarı genişliğinden (0,20, 0,35 ve 0,16 derece) kusur özelliği basit olarak takip edildi. AlInN da yarı genişlik değerlerin artıp azalması GaN ve AlN?ın uyumluğu ile benzerdir. HEMT yapıda HRXRD sonuçlarından aktif tabakanın yanal ve dik mozaik blok uzunlukları, eğilme ve burkulma açısı, karışık zorlama (strain)  değerleri In oranı ile monoton bir davranış gösterir. AFM sonuçları filimlerin yüzey morfomolojisi In oranına bağlıdır. In oranı artarken örneklerin yüzey morfolojisi stepli durumdan ada benzeri bir yapıya dönüşmektedir. Aktif tabakanın FTIR ve PL sonuçları HRXRD mosaik kusur özellikleri ile uyumludur. Sonuç olarak AlN ve GaN tabakaların mozaik kusur yapıları InGaN MQW LED ve AlInN HEMT?  in mozaik kusur yapıları ile aynı eğilime ve temsiline sahiptir.

Abstract:
With the metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, InGaN and AlInN, respectively LED and HEMT structures, were grown on sapphire subtrate as AIN buffer and GaN epi-layer. Under In increase, 5x (InGan / GaN) Multi-Quantum Well (MQW) LED and AlInN/AlN/GaN HEMT structural features were studied with high resolution X-Ray Diffraction (HRXRD) and structural results were compared with result parameters of Hall Impacts (HALL) and atomic force microscopy (AFM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).We, depending on the In implementation rates, scrutinized the mosaic defects of AlN or GaN wing, GaN buffer and InGaN active layers in these structures in detail. The HRXRD measurement results of LED structure of both AlN and GaN layers vary monomatically with Indium rates. But some defect properties of these layers show opposite-to-each-other behavior. Moreover, because crystallization property is not in good level in HRXRD measurements, a few of the miller planes are not observed. However, AlInN structural defect property can be simply followed from the HRXRD peak half width (0,20, 0,35 and 0,16 degree) of every three miller plane samples (0.04). The increase and decrease in AlInN half-width figures is similar to GaN and AlN compliance. The lateral and vertical lengths of active layer of the HRXRD results in HEMT structure, bending and twist angles and mixed strain figures are monotonically affected by In rates. AFM results depend on In rates of surface morphology of the layers. While In rates are at increase, the surface morphology of the samples change from a terraced structure into island-like structure. The FTIR and PL results of active layer are compatible with HRXRD mosaic defect properties. As a result, the mosaic defect structures of AlN and GaN structures have the same tendency and representation of InGaN MQW LED and AlInN HEMT.