Diffuse x-ray scattering from GaN epitaxial layers

Abstract

Real structure of heteroepitaxial GaN and AlGaN layers is studied by diffuse x-ray scattering. A new developed method based on Monte Carlo simulation enabling to determine densities of threading dislocations in c-plane GaN and stacking faults in a-plane GaN is presented. The results of Monte Carlo simulations are compared with ones obtained by use of other conventional techniques. The advantages and limitations of the new method are discussed in detail. The methods accuracy is estimated as about 15%. We have shown that our method is a reliable tool for threading dislocations and stacking faults densities determination.

Reální struktura heteroepitaxních vrstev GaN a AlGaN je studována pomocí difúzního rozptylu rtg záření. Nově vyvinutá metoda založená na Monte Carlo simulaci umožňuje určovat hustotu threading dislokací ve vrstvách c-GaN a vrstevných chyb ve vrstvách a-GaN. Hustoty defektů ze simulací Monte Carlo jsou srovnány s hodnotami získanými standardními metodami (transmisní elektronová mikroskopie, metalografie leptových důlků). Výhody a omezení našeho postupu jsou podrobně diskutovány; přesnost metody je stanovena jako 15%. Ukázali jsme, že naše metoda je spolehlivý nástroj pro určení hustot threading dislokací a vrstevných chyb ve vrstvách GaN.