Phương pháp chùm phân tử hữu cơ kim loại để phát triển GaN và Al(Ga)N trên nền GaAs(001) được nghiên cứu bằng phản xạ laser và quang phổ độ dị hướng phản xạ

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - 1999
T. B. Joyce1, P. R. Chalker1, T. Farrell1
1Materials Science and Engineering, Department of Engineering, The University of Liverpool, Liverpool, UK

Tóm tắt

Chúng tôi báo cáo về sự phát triển của các lớp phim GaN và AlGaN trên các nền GaAs (0 0 1) trong khoảng nhiệt độ từ 400–800 °C bằng phương pháp chùm phân tử hữu cơ kim loại. Một nguồn nitơ plasma tần số vô tuyến đã được sử dụng kết hợp với triethylgallium và ethyl-di-methylamine-alane là các nguồn nhóm III. Sự phát triển được khởi đầu bằng cách sử dụng lớp đệm AlN nhiệt độ thấp hoặc lớp đệm arsenide-nitride có độ dốc. Quá trình phát triển được theo dõi theo thời gian thực bằng kỹ thuật phản xạ laser tại chỗ. Sự phụ thuộc của tốc độ phát triển vào nhiệt độ cho các lớp nitride được so sánh với các lớp arsenide tương ứng của chúng. Tốc độ phát triển tương đối của nitride gallium/gallium arsenide từ triethylgallium được tìm thấy trong khoảng 54–60%, tỷ lệ kết hợp Ga gần như so sánh được khi xem xét mật độ cao hơn của GaN. Khoảng nhiệt độ phát triển cho nitride gallium mở rộng đến nhiệt độ cao hơn so với gallium arsenide, điều này có thể là do tốc độ bay hơi thấp hơn của Ga liên kết với bề mặt nitride. Quang phổ dị hướng phản xạ cho thấy rằng nitơ nguyên tử dễ dàng phản ứng với bề mặt ổn định As GaAs (0 0 1)-c (4 × 4) ở nhiệt độ thấp tới 400 °C nhưng không có sự phân khu hình học thô mà đã được quan sát ở nhiệt độ cao hơn.

Từ khóa

#GaN; AlGaN; GaAs; chùm phân tử hữu cơ; phản xạ laser; quang phổ ánh sáng dị hướng

Tài liệu tham khảo

S. Strite, J. Ruan, Z. Li, A. Salvador, H. Chen, D. J. Smith, W. J. Choykeand H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 9(1991) 1924.

O. Brandt, H. Yang, B. Jenichen, Y. Suzuki, L. Dweritzand K. H. Ploog, Phys. Rev. B 52(1992) R2253.

A. Kikuchi, H. Hoshiand K. Kishino, Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) 688.

T. S. Cheng, L. C. Jenkins, S. E. Hooper, C. T. Foxon, J. W. Ortonand D. E. Lacklison, Appl. Phys. Lett. 66 (1995) 1509.

R. J. Hauenstein, D. A. Collins, X. P. Cai, M. L. O'Steenand T. C. Mcgill, ibid. 66(1995) 2861.

Y. Yamauchi, K. Uwaiand N. Kobayashi, Jpn. J. Appl. Phys. 35(1996) L80.

K. Kuwano, Y. Nagatomo, K. Kobayashi, K. Oki, S. Miyoshi, N. Yagu-Chi, K. Onabeand Y. Shiraki, Jpn. J. Appl. Phys. 33(1994) 18.

S. Ruvimov, Z. Liliental-Weber, J. Washburn, T. J. Drummond, M. Hafich and S. R. Lee, Appl. Phys. Lett. 71 (1997) 2931.

H. D. Jung, N. Kumagai, T. Hanada, Z. Zhu, T. Yao, T. Yasudaand K. Kimura, J. Appl. Phys. 82(1997) 4684.

T. B. Joyce, T. J. Bullough, P. Kightley, Y. R. Xingand P. J. Goodhew, J. Cryst. Growth 120(1992) 206.

D. E. Aspnes, J. P. Harbison, A. A. Studnaand L. T. Florez, J. Vac. Sci. Technol. A 6(1988) 1327.

J. V. Armstrong, T. Farrell, T. B. Joyce, P. Kightly, T. J. Bulloughand P. J. Goodhew, J. Cryst. Growth 120 (1992) 84.

O. Ambacher, M. Arzberger, D. Brunner, H. Angerer, F. Freudenberg, N. Esser, T. Wethkamp, K. Wilmers, W. Richterand M. Stutzmann, MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 2(1997) 22.

J. D. Mackenzie, C. R. Abernathy, J. D. Stewartand G. T. Muhr, J. Cryst. Growth 164(1996) 143.

P. R. Chalker, T. B. Joyceand T. Farrell, submitted to Diam. Relat. Mater. presented at Ninth European Conference on diamond, DLC, Nitrides and SiC, Sept. 1998.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Materials Science: Materials in Electronics

Thông tin tác giả