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Erschienen in: Journal of Materials Science 26/2020

08.06.2020 | Electronic materials

Development of polarity inversion in a GaN waveguide structure for modal phase matching

verfasst von: M. Kolenda, D. Kezys, I. Reklaitis, E. Radiunas, R. Ritasalo, A. Kadys, T. Grinys, T. Malinauskas, S. Stanionytė, M. Skapas, R. Petruškevičius, R. Tomašiūnas

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 26/2020

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Abstract

In this work, we report on the fabrication of a GaN/AlGaN waveguiding structure dedicated to modal phase matching, where GaN waveguide has planar polarity inversion. First, we optimized the growth conditions for the AlGaN epilayer. Second, on top of the AlGaN epilayer, we fabricated the waveguiding structure starting with the growth of the Ga-polar GaN epilayer followed by atomic layer deposition (ALD) of an Al\(_{2}\)O\(_{3}\) layer, then, continuing with the growth of N-polar GaN epilayer. We tested several layer thicknesses, but with 20 nm we managed to inverse the GaN polarity from Ga to N. To confirm the N-polarity, we etched the GaN epilayer surface in aqueous KOH solution. We performed out-of-plane (0002) and in-plane (11–20) X-ray diffraction and rocking curve measurements to estimate the crystalline quality of the AlGaN epilayer, Ga- and N-polar GaN epilayer. Atomic force microscopy measurement lets us evaluate the epilayer surface morphology and roughness. Optical and scanning electron microscopy inspection revealed characteristic hexagonal N-polar GaN epilayer surface. We used high-resolution transmission electron microscopy to investigate the crystallinity and orientation of the Ga- and N-polar GaN epilayer, also the Al\(_{2}\)O\(_{3}\) ALD layer, the interface quality of the waveguide structure.

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Metadaten
Titel
Development of polarity inversion in a GaN waveguide structure for modal phase matching
verfasst von
M. Kolenda
D. Kezys
I. Reklaitis
E. Radiunas
R. Ritasalo
A. Kadys
T. Grinys
T. Malinauskas
S. Stanionytė
M. Skapas
R. Petruškevičius
R. Tomašiūnas
Publikationsdatum
08.06.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 26/2020
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-020-04831-z

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