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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 6/2021

11.02.2021 | Topical Collection: 62nd Electronic Materials Conference 2020

X-ray Topography Characterization of GaN Substrates Used for Power Electronic Devices

verfasst von: Yafei Liu, Hongyu Peng, Tuerxun Ailihumaer, Balaji Raghothamachar, Michael Dudley

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 6/2021

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Abstract

Gallium nitride (GaN) substrates grown by different methods were characterized by high-resolution x-ray diffraction and synchrotron x-ray topography. Using the monochromatic beam in the grazing incidence geometry, high-resolution x-ray topographs reveal the various dislocation types present. Dislocation contrasts were correlated with ray-tracing simulation results successfully so that the Burgers vectors of the dislocations could be determined. Ammonothermal-grown GaN substrate wafers show the best quality among all the wafers. These wafers, which are free of basal plane dislocations (BPDs) have threading mixed dislocations (TMDs) dominant among the threading dislocations (TDs). Images of patterned hydride vapor phase epitaxy (HVPE) GaN reveal a starkly heterogeneous distribution of dislocations with large areas containing low threading dislocation densities in between a grid of strain centers with higher threading dislocation densities and BPDs. The strain level of regular HVPE GaN substrates is very high, and the dislocation density is around 105–106 cm−2, which is much higher than 104 cm−2 of ammonothermal samples and dislocation-free areas in the patterned HVPE samples.

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Metadaten
Titel
X-ray Topography Characterization of GaN Substrates Used for Power Electronic Devices
verfasst von
Yafei Liu
Hongyu Peng
Tuerxun Ailihumaer
Balaji Raghothamachar
Michael Dudley
Publikationsdatum
11.02.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-08762-6

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