Badanie heterostruktur związków AIIIN zawierających warstwy ultracienkie

• Autorzy: Wójcik M. , Gaca J. , Turos A. , Strupiński W. , Caban P. , Borysiuk J. , Pathak A. P. , Sathish N.

Warianty tytułu

EN

The investigation of heterostructures based on AIIIN compounds with ultra thin crystalline layers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niedopasowanie sieciowe pomiędzy szafirowym podłożem i warstwą epitaksjalną GaN prowadzi do powstawania naprężeń i dyslokacji niedopasowania. Jest ono także główną przyczyną trudności, na jakie napotyka wzrost epitaksjalny warstw związków AIIIN. Próby rozwiązania tego problemu polegają m.in. na stosowaniu warstwy buforowej [1-3]. Niekiedy może ona zawierać supersieć o bardzo krótkiej fali modulacji składu chemicznego, która obniża gęstość dyslokacji, a także poprawia strukturę docelowej warstwy epitaksjalnej [4-5]. W artykule prezentowane są wyniki badań systemów epitaksjalnych związków AIIIN, odkładanych na podłożu szafirowym o orientacji 001, dotyczące struktury warstw AlN, AlGaN oraz GaN o bardzo małej grubości, a także cech budowy krystalicznej warstwy buforowej i jej wpływu na wzrost i strukturę docelowej warstwy epitaksjalnej GaN.

EN

The lattice misfit between Al2O3 substrate and epitaxial GaN layer generates stresses and numerous misfit dislocations. This leads to difficulties in the epitaxial growth of the GaN layer. The attempts to resolve this growth problems consist in employing the buffer layer with the ultra thin period AlGaN/GaN superlattice. This superlattice is expected to reduce the dislocations density and improve the structure of epitaxial GaN layer. In this work we present the results of the investigation of the structure of AlGaN/GaN superlattice used as a buffer layer on the crystalline and chemical order of the extremely thin AlN, GaN and AlGaN layers

Słowa kluczowe

PL

heterostruktura; AIIIN; warstwa buforowa; XRD

EN

heterostructure; AIIIN; buffer layer; XRD

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 36, nr 4
• Strony: 61--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wójcik M.

autor

Gaca J.

autor

Turos A.

autor

Strupiński W.

autor

Caban P.

autor

Borysiuk J.

autor

Pathak A. P.

autor

Sathish N.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Tsukihara M., Naoi Y., Sakai S., Li H. D.: GaN growth using a low temperature GaNP buffer on saphire by metaloorganic chemical vapor deposition, Appl. Phys. Lett., 82, (2003), 919-921
• [2] Song T.L., Chua S. J., Fitzgerald E. A., Chen P., Tripathy S.: Strain relaxation in graded InGaN/GaN epilayers grown on sapphire, Appl. Phys. Lett., 83, (2003), 1545-1547
• [3] Huang D., Reshchikov V, Yun F., King T., Baski A. A., Morkoc H.: Defect reduction with quantum dots in GaN grown on sapphire substrates by molecular beam epitaxy, Appl. Phys. Lett., 80, (2002), 216-218
• [4] Watanabe K. et al.: Atomic - scale strain field and In atom distribution in multiple quantum wells InGaN/GaN, Appl. Phys. Lett, 82, 5, (2003),715-117
• [5] Hen C. Q.: AlGaN layers grown on GaN using strain - relief interlayers, Appl. Phys. Lett., 81, (2002), 4961-4963
• [6] Takagi S., J. Phys. Soc. Jpn., 26, (1969), 1239
• [7] Taupin T.: Bull. Soc. Fr. Mineral. Crystallogr. 87, (1964), 469
• [8] Bartels W.J., Honstra J., Lobeek D.J. W.: X-ray diffraction of multilayers and superlattices, Acta Cryst. A42, (1986), 539-545
• [9] Darwin C.G.: Philos. Mag. 27, (1914) 315; (1914) 27, 675
• [10] Durbin S.M., Follis G. C.: Darwin theory of heterostructure diffraction, Phys. Rev. B, 51, 15, (1995), 10127-10133
• [11] Gaca J. et al.: Badanie profilu składu chemicznego i lateralnej jednorodności studni kwantowych związków półprzewodnikowych AIIIBV, Materiały Elektroniczne, 33, 1/4, (2005), 5-42
• [12] Metzger T. et al.: Phil. Mag. A, 77, 4, (1998), 1013-1025
• [13] Dunn C. O., Koch E. F.: Acta metall, 5, (1957), 548
• [14] Fewster P.P.: J. Appl, Crystallogr. 22, 64, (1966)
• [15] Gay P., Hirsch P.B., Kelly A.: Acta Metal., 315, (1953)
• [16] Schoening F. R. L.: Acta Crystallogr. 18, 975, (1965)
• [17] De Keijser T.H. et al.: J. Appl. Crystallogr.,16, 309, (1983)
• [18] Scherrer R: Gott. Nachrichten, 2, 98, (1918)
• [19] Stokes A. R., Willson A. J. C.: Proc. Phys. Soc. 56, 174, (1994)
• [20] Herman M.A., Bimberg D., Christen J.: Heterointerfaces in quantum wells and epitaxial growth processes: Evaluation by luminescence techniques, J. Appl. Phys. 70, 2, (1991)
• [21] Strupinski W. et al.: Heterointerfaces in quantum wells and epitaxial growth processes: Evaluation by luminescence techniques, Appl. Phys. Lett. 59, 24, (1991), 3151-3153
• [22] Darhuber A.A. et. al.: Lateral and vertical ordering in multilayered self-organized InGaAs quantum docs studied by high resolution X-ray diffraction, Appl. Phys. Lett., 70, (8), (1997), 955-957
• [23] Kaganer V.M. et.al.: X-ray diffraction peaks due to missfit dislocation in heteroepitaxial structures, Phys. Rev. B, 55, 3, (1997), 1793 - 1810
• [24] Chinkyo K., Robinson I. K.: Buffer layer strain transfer in AIN/GaN near critical thickness, J. Appl. Phys., 85, 8 (1999) 4040-4044
• [25] Chinkyo K. et al.: Critical thickness of GaN thin films on sapphire (0001) Appl Phys Lett., 69, 16, (1996), 2358-2360
• [26] Huang D. et al.: Defect reduction with quantum dots in GaN grown on sapphire substrates by molecular beam epitaxy, Appl. Phys. Lett., 80, 2, 216-218, (2002)
• [27] Wójcik M., Gaca J., Turos A., Strupiński W.: MOCVD growth and characterization of ultrathin AIN/GaN superlattices on 0001 sapphire substrates, Fifth Int. Conf, on Solid State Cryst., Zakopane-Kościelisko, May 24-25 2007, Poland Book of Abstracts, 45
• [28] Wójcik M., Gaca, J., Turos A., PathakA., Sathish N.: HRXRD characterization of MOCVD-grown GaN layers on AIN/GaN heterostructures, 15 Int. Conf. on Cryst. Growth, Aug. 12-17, 2007, Salt Lake City, Utah