INVESTIGATION OF THE EFFECT OF N2 GAS FLOW RATE ON THE OPTICAL, STRUCTURAL AND MORPHOLOGICAL PROPERTIES OF INDIUM-GALLIUM-NITRIDE TRIPLE THIN FILMS OBTAINED BY SPUTTER TECHNIQUE

Abstract

In this research work, InGaN (Indium Gallium Nitride) triple compound was grown under different N2 gasflow rates by using sputtering technique. The structural, optical and morphological characteristics of the InGaNcompound have been studied in detail. In the XRD analysis, films exhibited hexagonal crystal structure. Thefilms appear at lower wavelengths in visible region and absorption values begin to increase sharply from about550-560 nm and reach the highest absorption value in the Near-UV region. When gas flow rates increased, theoptical band gaps of the film increased. In SEM, the film exhibits dense coverage of the material on the surfaceof the substrate without the presence of voids, pinholes or cracks. In the results of the AFM, there are locallypeaks and valleys, and partially homogeneous and circular-like clusters are arranged. Films are suitablestructures for use in device applications.

Bu araştırma çalışmasında, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) üçlü bileşiği, saçtırma tekniği kullanılarak farklıN2 gaz akış oranları altında büyütülmüştür. InGaN bileşiğinin yapısal, optik ve morfolojik özellikleri detaylıolarak incelenmiştir. XRD analizinde, filmler hegzagonal kristal yapı sergilemiştir. Filmler, görünür bölgededaha düşük dalga boylarında ortaya çıkmıştır ve soğurma değerleri, yaklaşık 550-560 nm'den itibaren keskin birşekilde artmaya başlar ve Near-UV bölgesinde en yüksek soğurma değerine ulaşmıştır. Gaz akış hızı arttığında,filmin optik bant aralıkları artmıştır. SEM'de film, altlığın yüzeyi üzerindeki malzemenin boşluklar, iğnedelikleri veya çatlaklar olmadan yoğun bir şekilde kaplanmasını göstermiştir. AFM sonuçlarında, yerel tepeler vevadiler vardır ve kısmen homojen ve dairesel benzeri kümeler düzenlenmiştir. Filmler, cihaz uygulamalarındakullanım için uygun yapılardır.