X-ray diffuse scattering from threading dislocations in epitaxial GaN layers

Abstract

In this article, we combine diffuse x-ray scattering with a Monte Carlo simulation method for the determination of the dislocation density in thin heteroepitaxial layers. As a model, we consider GaN epitaxial layers containing threading dislocations perpendicular to the surface. The densities of particular types of threading dislocations following from the comparison of measured and simulated distributions of diffusely scattered x-ray intensity are compared with the dislocation densities determined by etching. A good agreement was found.

Oxygen vacancy-assisted recovery process for increasing electron mobility in n-type BaSnO3 epitaxial thin films

“…Therefore, if lattice distortion is induced in the in-plane direction (u 1 = (x, 0, 0)), then I(q + Δq x ) increases but I(q+Δq z ) does not, so peak broadening occurs along the x direction. In the case of TDs, in-plane distortion, u 1 , can be induced by edge-type dislocations but not by screw-type dislocations 30,31 . Therefore, the type of TD in the epitaxial layers affects the direction of lattice distortion, so the RSM FWHMs change asymmetrically.…”

“…Therefore, the type of TD in the epitaxial layers affects the direction of lattice distortion, so the RSM FWHMs change asymmetrically. For example, in GaN epitaxial films with a high density of TDs, edge-type TDs widen the in-plane FWHMs and screw-type TDs widen the out-ofplane FWHMs [30][31][32][33] . Likewise, the observed reduction in the in-plane FWHMs in our LBSO epitaxial films should be related to a decrease in the edge-type N TD rather than the screwtype N TD after the H 2 treatment.…”

“…where q is a diffraction vector that corresponds to the Bragg reflection plane (hkl) 30 . Therefore, if lattice distortion is induced in the in-plane direction (u 1 = (x, 0, 0)), then I(q + Δq x ) increases but I(q+Δq z ) does not, so peak broadening occurs along the x direction.…”

Форма Распределения Интенсивности Рентгеновской Дифракции В Обратном Пространстве И Ее Связь С Дислокационной Структурой Эпитаксиальных Слоев

“…При более хаотичном распределении дислокаций с большой долей горизонтальных фрагментов кон-туры развернуты в сторону направления, перпендикулярного вектору обратной решетки, хотя и не достигают предельного положения, характеризующего идеально мозаичный кристалл. DOI: 10.21883/PJTF.2018.12.46297.17100 В двухволновой дифракции двумерное распределение интенсивности широко используется при анализе деформаций и релаксации упругих напряжений в многослойных эпитаксиальных структурах [1][2][3][4][5]. Обычно для этой цели стандартным подходом служат измерения в асиммет-ричной брэгговской геометрии, позволяющие получать компоненты, перпендикулярные и параллельные поверхности образца.…”

“…Такая дислокационная струк-тура характерна для эпитаксиальных слоев III-нитридов (GaN, AlN, InN), для которых при больших рассогласованиях параметров решет-ки с подложкой затруднено образование параллельных интерфейсу дислокаций. Распределение интенсивности в этом случае вытянуто параллельно поверхности как для симметричных, так и асимметричных рефлексов [3][4][5][6][7]. Конечно, мы не должны отбрасывать размерный эффект.…”