The effect of different degrees of the sapphire surface nitridation process completion on the AlN buffer layer morphology has been studied. It was found that ~85% completion of the AlN crystalline phase formation promotes the growth of a two dimensional AlN buffer layer with a smooth surface morphology, regardless of the substrate temperature and ammonia flux. In contrast, during the AlN nucleation layer formation as a result of weak or excessive sapphire nitridation, a polycrystalline or three-dimensional AlN structures with a high density of inversion domains, respectively, were formed. Using independent methods of X-ray photoelectron spectroscopy and infrared spectroscopy of surface polaritons, the thickness of the AlN nucleation layer was determined at ~85% degree of the nitridation process completion, which amounted to ~1 monolayer.

Поступила в редакцию 25.02.2018 г. В окончательной редакции 25.02.2018 г. Принята к публикации 15.03.2019 г. Измерены спектры отражения и спектры нарушенного полного внутреннего отражения сильно легированных кремнием пленок нитридов алюминия и галлия на сапфировых подложках с буферным слоем нитрида алюминия. В спектрах нарушенного полного внутреннего отражения наблюдались поверхностные фононные и плазмон-фононные поляритоны. Экспериментально наблюдалась высокая концентрация носителей в пленке нитрида галлия и их практическое отсутствие в пленке нитрида алюминия.Ключевые слова: нитриды алюминия и галлия, спектры отражения, поверхностные поляритоны