Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2016

01.06.2016

Improvements of epitaxial quality and stress state of GaN grown on SiC by in situ SiNx interlayer

verfasst von: Zhen Huang, Yuantao Zhang, Gaoqiang Deng, Baozhu Li, Shuang Cui, Hongwei Liang, Yuchun Chang, Junfeng Song, Baolin Zhang, Guotong Du

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this study, 4.5 μm thick GaN films with graded AlxGa1−xN/AlN buffer and SiNx interlayer were prepared on 6H–SiC substrates by metal–organic chemical vapor deposition. To determine the effects of SiNx interlayer on epitaxial quality and stress state of GaN films, a series of comparative experiments were carried out by changing the deposition time and the insert location of SiNx interlayer. By optimizing growth conditions of SiNx interlayer, the full width at half maximum values of \( (0002) \) and \( (10\bar{1}2) \) rocking curves of GaN films were improved to 142 and 170 arcsec, respectively. A crack-free GaN film with a small root-mean-squared roughness of 0.21 ± 0.02 nm was achieved. Simultaneously, the reduction in threading dislocation density of GaN films was confirmed by using wet etching method. In addition, stress values in GaN films were investigated by Raman and low-temperature photoluminescence spectra, which indicated that the lower tensile stress in GaN film, the higher the film’s crystallinity.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat F. Zhang, M. Ikeda, K. Zhou, Z.S. Liu, J.P. Liu, S.M. Zhang, H. Yang, J. Appl. Phys. 118, 033101 (2015)CrossRef F. Zhang, M. Ikeda, K. Zhou, Z.S. Liu, J.P. Liu, S.M. Zhang, H. Yang, J. Appl. Phys. 118, 033101 (2015)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat E.K. Kang, E. Kwon, J.W. Min, Y.M. Song, Y.T. Lee, Jpn. J. Appl. Phys. 54, 06FH02 (2015)CrossRef E.K. Kang, E. Kwon, J.W. Min, Y.M. Song, Y.T. Lee, Jpn. J. Appl. Phys. 54, 06FH02 (2015)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat X.J. Sun, D.B. Li, H. Song, Y.R. Chen, H. Jiang, G.Q. Miao, Z.M. Li, Nanoscale Res. Lett. 7, 282 (2012)CrossRef X.J. Sun, D.B. Li, H. Song, Y.R. Chen, H. Jiang, G.Q. Miao, Z.M. Li, Nanoscale Res. Lett. 7, 282 (2012)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat C.Y. Fong, S.S. Ng, F.K. Yam, H. Hassan, Z. Hassan, J. Cryst. Growth 413, 1 (2015)CrossRef C.Y. Fong, S.S. Ng, F.K. Yam, H. Hassan, Z. Hassan, J. Cryst. Growth 413, 1 (2015)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat N. Killat, J.W. Pomeroy, J.L. Jimenez, M. Kuball, Phys. Status Solidi A 211, 2844 (2014)CrossRef N. Killat, J.W. Pomeroy, J.L. Jimenez, M. Kuball, Phys. Status Solidi A 211, 2844 (2014)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Z.F. Shi, Y.T. Zhang, B. Wu, X.P. Cai, J.X. Zhang, X.C. Xia, H. Wang, X. Dong, H.W. Liang, B.L. Zhang, G.T. Du, Appl. Phys. Lett. 102, 161101 (2013)CrossRef Z.F. Shi, Y.T. Zhang, B. Wu, X.P. Cai, J.X. Zhang, X.C. Xia, H. Wang, X. Dong, H.W. Liang, B.L. Zhang, G.T. Du, Appl. Phys. Lett. 102, 161101 (2013)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J. Edmond, A. Abare, M. Bergman, J. Bharathan, K.L. Bunker, D. Emerson, K. Haberern, J. Ibbetson, M. Leung, P. Russel, D. Slater, J. Cryst. Growth 272, 242 (2004)CrossRef J. Edmond, A. Abare, M. Bergman, J. Bharathan, K.L. Bunker, D. Emerson, K. Haberern, J. Ibbetson, M. Leung, P. Russel, D. Slater, J. Cryst. Growth 272, 242 (2004)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Y. Chen, Y. Jiang, P.Q. Xu, Z.G. Ma, X.L. Wang, L. Wang, H.Q. Jia, H. Chen, Chin. Phys. Lett. 28, 048101 (2011)CrossRef Y. Chen, Y. Jiang, P.Q. Xu, Z.G. Ma, X.L. Wang, L. Wang, H.Q. Jia, H. Chen, Chin. Phys. Lett. 28, 048101 (2011)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat F. Schubert, S. Zybell, J. Heitmann, T. Mikolajick, S. Schmult, J. Cryst. Growth 425, 145 (2015)CrossRef F. Schubert, S. Zybell, J. Heitmann, T. Mikolajick, S. Schmult, J. Cryst. Growth 425, 145 (2015)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat L. Li, L.A. Yang, R.T. Cao, S.R. Xu, X.W. Zhou, J.S. Xue, Z.Y. Lin, W. Ha, J.C. Zhang, Y. Hao, J. Cryst. Growth 387, 1 (2014)CrossRef L. Li, L.A. Yang, R.T. Cao, S.R. Xu, X.W. Zhou, J.S. Xue, Z.Y. Lin, W. Ha, J.C. Zhang, Y. Hao, J. Cryst. Growth 387, 1 (2014)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Z. Huang, Y.T. Zhang, B.J. Zhao, F. Yang, J.Y. Jiang, G.Q. Deng, B.Z. Li, H.W. Liang, Y.C. Chang, J.F. Song, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 1738 (2016)CrossRef Z. Huang, Y.T. Zhang, B.J. Zhao, F. Yang, J.Y. Jiang, G.Q. Deng, B.Z. Li, H.W. Liang, Y.C. Chang, J.F. Song, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 1738 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat J.Q. Xie, S. Chevtchenko, U. Ozgur, H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 90, 262112 (2007)CrossRef J.Q. Xie, S. Chevtchenko, U. Ozgur, H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 90, 262112 (2007)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Y. Li, S.C. Chen, M. Kong, S.L. Li, W. Tian, S.C. Sun, Z.H. Wu, Y.Y. Fang, J.N. Dai, C.Q. Chen, J. Appl. Phys. 115, 043503 (2014)CrossRef Y. Li, S.C. Chen, M. Kong, S.L. Li, W. Tian, S.C. Sun, Z.H. Wu, Y.Y. Fang, J.N. Dai, C.Q. Chen, J. Appl. Phys. 115, 043503 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M.J. Kappers, R. Datta, R.A. Oliver, F.D.G. Rayment, M.E. Vickers, C.J. Humphreys, J. Cryst. Growth 300, 70 (2007)CrossRef M.J. Kappers, R. Datta, R.A. Oliver, F.D.G. Rayment, M.E. Vickers, C.J. Humphreys, J. Cryst. Growth 300, 70 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat K.Y. Zang, Y.D. Wang, L.S. Wang, S.Y. Chow, S.J. Chua, J. Appl. Phys. 101, 093502 (2007)CrossRef K.Y. Zang, Y.D. Wang, L.S. Wang, S.Y. Chow, S.J. Chua, J. Appl. Phys. 101, 093502 (2007)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat F. Yun, Y.T. Moon, Y. Fu, K. Zhu, U. Ozgur, H. Morkoc, C.K. Inoki, T.S. Kuan, A. Sagar, R.M. Feenstra, J. Appl. Phys. 98, 123502 (2005)CrossRef F. Yun, Y.T. Moon, Y. Fu, K. Zhu, U. Ozgur, H. Morkoc, C.K. Inoki, T.S. Kuan, A. Sagar, R.M. Feenstra, J. Appl. Phys. 98, 123502 (2005)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat D.C. Yang, H.W. Liang, Y. Qiu, S.W. Song, Y. Liu, R.S. Shen, Y.M. Luo, G.T. Du, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2716 (2013)CrossRef D.C. Yang, H.W. Liang, Y. Qiu, S.W. Song, Y. Liu, R.S. Shen, Y.M. Luo, G.T. Du, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2716 (2013)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat T.S. Zheleva, O.H. Nam, W.M. Ashmawi, J.D. Griffin, R.F. Davis, J. Cryst. Growth 222, 706 (2001)CrossRef T.S. Zheleva, O.H. Nam, W.M. Ashmawi, J.D. Griffin, R.F. Davis, J. Cryst. Growth 222, 706 (2001)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat K. Forghani, M. Klein, F. Lipski, S. Schwaiger, J. Hertkorn, R.A.R. Leute, F. Scholz, M. Feneberg, B. Neuschl, K. Thonke, O. Klein, U. Kaiser, R. Gutt, T. Passow, J. Cryst. Growth 315, 216 (2011)CrossRef K. Forghani, M. Klein, F. Lipski, S. Schwaiger, J. Hertkorn, R.A.R. Leute, F. Scholz, M. Feneberg, B. Neuschl, K. Thonke, O. Klein, U. Kaiser, R. Gutt, T. Passow, J. Cryst. Growth 315, 216 (2011)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Y.R. Chen, H. Song, D.B. Li, X.J. Sun, H. Jiang, Z.M. Li, G.Q. Miao, Z.W. Zhang, Y. Zhou, Mater. Lett. 114, 26 (2014)CrossRef Y.R. Chen, H. Song, D.B. Li, X.J. Sun, H. Jiang, Z.M. Li, G.Q. Miao, Z.W. Zhang, Y. Zhou, Mater. Lett. 114, 26 (2014)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat S. Tanaka, M. Takeuchi, Y. Aoyagi, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L831 (2000)CrossRef S. Tanaka, M. Takeuchi, Y. Aoyagi, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L831 (2000)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat M.J. Kappers, R. Datta, R.A. Oliver, F.D.G. Rayment, M.E. Vickers, C.J. Humphreys, J. Cryst. Growth 300, 70 (2007)CrossRef M.J. Kappers, R. Datta, R.A. Oliver, F.D.G. Rayment, M.E. Vickers, C.J. Humphreys, J. Cryst. Growth 300, 70 (2007)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M.S. Ferdous, X.Y. Sun, X. Wang, M.N. Fairchild, S.D. Hersee, J. Appl. Phys. 99, 096105 (2006)CrossRef M.S. Ferdous, X.Y. Sun, X. Wang, M.N. Fairchild, S.D. Hersee, J. Appl. Phys. 99, 096105 (2006)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat L. Lu, Z.Y. Gao, B. Shen, F.J. Xu, S. Huang, Z.L. Miao, Y. Hao, Z.J. Yang, G.Y. Zhang, X.P. Zhang, J. Xu, D.P. Yu, J. Appl. Phys. 104, 123525 (2008)CrossRef L. Lu, Z.Y. Gao, B. Shen, F.J. Xu, S. Huang, Z.L. Miao, Y. Hao, Z.J. Yang, G.Y. Zhang, X.P. Zhang, J. Xu, D.P. Yu, J. Appl. Phys. 104, 123525 (2008)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat D.G. Zhao, S.J. Xu, M.H. Xie, S.Y. Tong, H. Yang, Appl. Phys. Lett. 83, 677 (2003)CrossRef D.G. Zhao, S.J. Xu, M.H. Xie, S.Y. Tong, H. Yang, Appl. Phys. Lett. 83, 677 (2003)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat I. Ahmad, M. Holtz, N.N. Faleev, H. Temkin, J. Appl. Phys. 95, 1692 (2004)CrossRef I. Ahmad, M. Holtz, N.N. Faleev, H. Temkin, J. Appl. Phys. 95, 1692 (2004)CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat H. Fang, Y. Takaya, H. Miyake, K. Hiramatsu, H. Asamura, K. Kawamura, H. Oku, J. Cryst. Growth 370, 254 (2013)CrossRef H. Fang, Y. Takaya, H. Miyake, K. Hiramatsu, H. Asamura, K. Kawamura, H. Oku, J. Cryst. Growth 370, 254 (2013)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M.A. Moram, M.J. Kappers, F. Massabuau, R.A. Oliver, C.J. Humphreys, J. Appl. Phys. 109, 073509 (2011)CrossRef M.A. Moram, M.J. Kappers, F. Massabuau, R.A. Oliver, C.J. Humphreys, J. Appl. Phys. 109, 073509 (2011)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat H. Siegle, A. Hoffmann, L. Eckey, C. Thomsen, J. Christen, F. Bertram, D. Schmidt, D. Rudloff, K. Hiramatsu, Appl. Phys. Lett. 71, 2490 (1997)CrossRef H. Siegle, A. Hoffmann, L. Eckey, C. Thomsen, J. Christen, F. Bertram, D. Schmidt, D. Rudloff, K. Hiramatsu, Appl. Phys. Lett. 71, 2490 (1997)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat S.W. Song, Y. Liu, H.W. Liang, D.C. Yang, K.X. Zhang, X.C. Xia, R.S. Shen, G.T. Du, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2923 (2013)CrossRef S.W. Song, Y. Liu, H.W. Liang, D.C. Yang, K.X. Zhang, X.C. Xia, R.S. Shen, G.T. Du, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2923 (2013)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat J.C. Zhang, D.G. Zhao, J.F. Wang, Y.T. Wang, J. Chen, J.P. Liu, H. Yang, J. Cryst. Growth 268, 24 (2004)CrossRef J.C. Zhang, D.G. Zhao, J.F. Wang, Y.T. Wang, J. Chen, J.P. Liu, H. Yang, J. Cryst. Growth 268, 24 (2004)CrossRef
Metadaten
Titel
Improvements of epitaxial quality and stress state of GaN grown on SiC by in situ SiNx interlayer
verfasst von
Zhen Huang
Yuantao Zhang
Gaoqiang Deng
Baozhu Li
Shuang Cui
Hongwei Liang
Yuchun Chang
Junfeng Song
Baolin Zhang
Guotong Du
Publikationsdatum
01.06.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-5071-7

Weitere Artikel der Ausgabe 10/2016

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2016 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt