Published 2010 | Version v1
Journal article

Defect structure in heteroepitaxial semipolar (11¯22) (Ga, Al)N

Others:
Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252) ; Université de Caen Normandie (UNICAEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN) ; Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC) ; PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) ; Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)

Description

The defect structures in semipolar (11¯22)-GaN, AlN layers grown on m-sapphire by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) and molecular beam epitaxy (MBE) are characterized by transmission electron microscopy. The epitaxial relationships are identified as [10¯10]GaN ǁ [11¯20]sap and [1¯213]GaN ǁ [0001]sap. Defects are identified as mostly partial dislocations, I1-basal and prismatic stacking faults. The density of dislocations is of the order of 5.5 × 109 cm−2. They are Frank–Shockley partial dislocations with b = 1/6〈20¯23〉 (90%), Shockley partial dislocations with b = 1/3〈10¯10〉 (8%) and perfect dislocations of a-type with b = 1/3〈11¯20〉 (2%). This is in contrast with the growth in c- or a-orientations, where the large majority of extended defects consists of perfect dislocations. Upon MBE regrowth of GaN on MOVPE GaN, no additional defects are generated, although the defects in the substrate propagate through the overgrown layer. However, in the case of MBE deposition of AlN on MOVPE GaN, new threading dislocations of the type b = 1/3〈11¯23〉 are generated taking stepped and curved structures along their lines.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 3, 2022
Modified:
November 27, 2023