T. Wójtowicz1, P. Ruterana1, M. E. Twigg2, Ralph Henry2, D. D. Koleske2, A. E. Wickenden2
1LERMAT, ISMRA, 6 Bd Maréchal Juin, 14050, Caen, France
2Electronics Science and Technology Division, Naval Research Laboratory, 20375-5320, Washington, D.C., USA
Tóm tắt
Tóm tắtHầu hết các nghiên cứu liên quan đến GaN đều tập trung vào các lớp được trồng trên mặt phẳng sapphire (0001). Tuy nhiên, người ta có thể mong đợi việc tăng trưởng trên mặt phẳng (11̅20) sẽ dẫn đến các khiếm khuyết cấu trúc khác nhau. Như đã chỉ ra, ở một phương nhất định, sự không khớp là khá nhỏ. Trong công trình này, chúng tôi đã thực hiện phân tích cấu trúc của các lớp nucleation được trồng ở nhiệt độ từ 600°C đến 1100°C. Kết quả cho thấy rằng đối với nhiều tham số cấu trúc, chẳng hạn như mối quan hệ định hướng, hình thái lớp và cơ chế nucleation phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ tăng trưởng. Ở nhiệt độ thấp nhất, quá trình tăng trưởng hoàn toàn diễn ra theo chiều ba chiều với sự kết hợp của hai mối quan hệ định hướng truyền thống, nhưng độ dày kết hợp lại nhỏ. Ở bước tiếp theo, mối quan hệ định hướng A chiếm ưu thế và độ nhám của lớp có xu hướng giảm nhẹ. Mối quan hệ định hướng này không bao giờ hoàn hảo, và luôn có sự sai lệch 1.5° so với cùng một phương hướng trong sapphire, trong khi mối quan hệ định hướng B thì luôn hoàn hảo. Ở nhiệt độ trung bình, tăng trưởng đảo predominates, trong khi ở phần nhiệt độ cao, mối quan hệ định hướng B trở nên chiếm ưu thế. Ở các nhiệt độ tăng trưởng cao nhất, các lớp nucleated hoàn toàn phẳng và mang mối quan hệ định hướng B, mặc dù chúng chứa một số lượng lớn các khiếm khuyết như miền đảo ngược.
