Alloy distribution and compositional metrology of epitaxial ScAlN by atom probe tomography
- Others:
- Groupe de physique des matériaux (GPM) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA) ; 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)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN) ; 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)
- Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
- Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF) ; Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Description
The properties of ScAlN layers grown by molecular beam epitaxy have been carefully studied using atom probe tomography (APT) and complementary techniques. The measured III-site fraction within the ScxAl1−xN layer is x = 0.16 ± 0.02, in good agreement with the values determined by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS, x = 0.14) and secondary ion mass spectrometry (SIMS, x = 0.14). The frequency distribution analysis indicates that the compound behaves as a random alloy. A significant amount of oxygen, around 0.2% in site fraction, is found within the ScAlN layer as a randomly distributed impurity. The alloy composition measurement in terms of Sc fraction is rather independent of the surface electric field, which excludes compositional inaccuracies for the experimental parameters used in the APT analysis.
Additional details
- URL
- https://normandie-univ.hal.science/hal-04351608
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04351608v1
- Origin repository
- UNICA