Молекулярно-пучковая эпитаксия с плазменной активацией азота слоев и гетероструктур в системе (Al,Ga)N с высоким содержанием Al для ультрафиолетовой оптоэлектроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Мизеров, Андрей Михайлович

• Мизеров, Андрей Михайлович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мизеров, Андрей Михайлович

специальность 01.04.10 - физика полупроводников

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

На правах рукописи

Научный руководитель: кандидат, физ.-мат. наук,

Жмерик В.Н.

Санкт-Петербург

Содержание

Содержание.

Список сокращений.

Введение.

Глава 1 Выращивание III-N слоев и гетероструктур (обзор)

1.1. Свойства нитридов металлов третьей группы.

1.2. Метод молекулярно-пучковой эпитаксии нитридных соединений с плазменной активацией азота.

1.2.1. Особенности реализации МПЭ в случае роста нитридов.

1.2.2. Управление полярностью слоев A3N в случае их роста

МПЭ ПА.

1.2.3. Генерация упругих напряжений в гетероструктурах на основе A3N и основные механизмы их релаксации.

1.2.4. Особенности кинетики роста A3N соединений методом МПЭ ПА.

1.3. МПЭ ПА бинарных соединений A3N.

1.4 МПЭ ПА тройных соединений A3N.

1.5 Особенности релаксации упругих напряжений при росте AlGaN.

1.6 Зависимость ширины запрещенной зоны AlxGaixN от содержания А1.

1.7 Метод цифровых твердых растворов ("digital alloying").

Глава 2 Описание установки молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией азота COMPACT 21Т и методы диагностики.

2.1 Устройство и основные системы установки МПЭ ПА.~

2.2 Методы in situ характеризации роста при МПЭ ПА.

2.3 In situ калибровка потоков.

Глава 3 Кинетика роста слоев в системе (А1, ва^ при молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией 57 азота.:.

3.1 Описание эксперимента.

3.2 Феноменологическая модель роста соединений (А1, при МПЭ ПА.

3.3 Исследования полярности слоев в системе (А1, Оа)Ы выращенных МПЭ ПА.

3.3 МПЭ ПА слоев в системе (А1, Оа^ в различных стехиометрических условиях роста.

3.3.1 Единичные стехиометрические условия роста.

3.3.2 Азот-обогащенные условия роста.

3.3.3 Металл-обогащенные условия роста.

Глава 4 Получение гетероструктур AlGaN для оптоэлеюгроники ультрафиолетового диапазона методом молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активациеи.

4.1 Структурные исследования гетероструктур АЮаИ.

4.2 Выращивание гетероструктур АЮаЫ с квантовыми ямами методом СДЭ.

4.3 Выращивание легированных примесями п- и р-типа слоев 105 АЮаК.

4.4 Получение источников УФ излучения на основе гетероструктур АЮаК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярно-пучковая эпитаксия с плазменной активацией азота слоев и гетероструктур в системе (Al,Ga)N с высоким содержанием Al для ультрафиолетовой оптоэлектроники»

Актуальность темы Соединения AlGaN являются прямозонными полупроводниками с шириной запрещенной зоны, непрерывно варьируемой от 3.4 до 6.1 эВ, что позволяет им служить базовым материалом для светоизлучающих и лазерных диодов (СИД и ЛД), а также фотоприемных приборов, работающих в ультрафиолетовой (УФ) области спектра в диапазоне длин волн (А,) от 360 до 210 нм. Твердотельные источники и приемники УФ излучения существенно превосходят по эффективности, габаритам и энергопотреблению традиционные газоразрядные приборы и начинают находить применение в системах УФ воздействия и мониторинга при решении задач материаловедения, медико-биологических исследований и обеспечения безопасности окружающей среды.

За последнее десятилетие в этой области наблюдается значительный прогресс, а спектральный диапазон лучших экспериментальных образцов УФ СИД на основе AlGaN гетероструктур (ГС), выпускаемых несколькими американскими и японскими фирмами, лежит в пределах длин волн А.=210-365 нм [1-3]. Однако, уровень выходной оптической мощности этих диодов (при ^,<300 нм) на постоянном токе не превышает ~5 мВт при квантовой эффективности менее 1% и сроке службы не более нескольких сотен часов. В 2009 году фирмой Hamamatsu Photonics был продемонстрирован УФ-ЛД на основе ГС AlGaN с рекордно минимальной длиной волны излучения 336 нм [4]. Получение меньших значений длин волн стимулированного излучения (вплоть до 214 нм) возможно лишь с помощью оптического возбуждения ГС или объемных слоев AlGaN при относительно высоких значениях пороговой плотности мощности >1 МВт/см2 [5, 6]. Из сравнительного анализа описанных параметров следует, что они существенно уступают показателям приборов видимого диапазона на основе ГС InGaN. Это обусловлено, прежде всего, низким структурным совершенством AlxGai.xN слоев с высоким содержанием А1 (х>0.2) - при росте на стандартных с-А120з подложках типичные плотности прорастающих дислокаций (ПД) в этом материале могут

1П о достигать уровня —10 см' и выше, что более чем на порядок превышает типичные плотности дислокаций в ва!^. Кроме того, отсутствие ярко выраженных эффектов локализации носителей в квантоворазмерных ГС на основе АЮаЫ, наподобие тех, что реализуются в квантовых ямах (КЯ) на основе 1пОа1^5 приводит к относительно низкой эффективности излучательной рекомбинации в них. И, наконец, с увеличением содержания А1 в слоях АЮаЫ их легирование примесями как р, так и п-типа становится все более сложной задачей, а концентрация свободных носителей обоих типов падает.

Одной из основных технологий получения ГС на основе АЮаМ является молекулярно-пучковая эпитаксия с плазменной активацией азота (МПЭ ПА). К достоинствам этой технологии относятся возможность прецизионного контроля эпитаксиального роста и отсутствие паразитных газофазных реакций между потоками ростовых материалов, ведущих к формированию дефектов в слоях. Кроме ' того, присущие МПЭ ПА относительно низкие температуры подложки Г5<800°С при росте эпитаксиальных слоев АЮаИ позволяют создавать наногетероструктуры с резкими интерфейсными границами за счет снижения эффектов поверхностной сегрегации, а отсутствие водородной атмосферы в ростовой камере исключает необходимость высокотемпературного постростового отжига для активации акцепторной примеси в слоях А1хОа1х]Ч:М§. Цель работы заключалась в проведении исследований кинетических и термодинамических особенностей МПЭ ПА широкозонных полупроводниковых соединений АЮаК и наногетероструктур на их основе, а также в комплексном исследовании их структурных, оптических и электрофизических свойств, направленных на разработку воспроизводимой технологии высокоэффективных излучателей спонтанного и стимулированного излучений УФ-диапазона (АКП0-350 нм).

Достижение цели работы потребовало решения следующих основных задач:

1. Исследование условий МПЭ ПА, определяющих полярность соединений А1хСа1хМ во всем диапазоне изменения их состава (х=0-1).

2. Исследование кинетики роста соединений А1хОа1-хК(х=0-1) методом МПЭ ПА при различных полярностях слоев, температурах подложки, соотношениях потоков элементов третьей группы и активированного азота.

3. Исследование влияния упругих напряжений на кинетику роста ГС на основе

А1хОа].хН(х=0-1) при различных стехиометрических условиях во всем диапазоне изменения состава.

4. Разработка методов получения с помощью низкотемпературной (Тз<800°С) технологии МПЭ ПА атомарно-гладких слоев А1хОах ХМ(0001) с точно контролируемым содержанием А1 и наноразмерных ГС с КЯ AlxGai.xNZAlyGai.yN, оптически активными в спектральном диапазоне длин волн 235-350 нм вплоть до комнатной температуры.

5. Разработка способов легирования при МПЭ ПА донорными (81) и акцепторными (М§) примесями твердых растворов А1х0а1.х^0001) в широком диапазоне составов для создания р-п диодов.

6. Разработка технологии роста КЯ AlxGai.xNZAlyGai.yN с заранее заданным спектром излучения и создание на их основе экспериментальных прототипов лазерных и светодиодных ГС, излучающих в УФ диапазоне длин волн 300-350нм.

Научная новизна работы

1. Впервые определены условия МПЭ ПА необходимые для роста слоев AlGaN с различной полярностью во всем диапазоне состава на подложках с-А1203 и темплейтах ва]Ч.

2. Впервые для твердых растворов АЮаИ обнаружено, что слои с металлической полярностью характеризуются более низкой тепловой стойкостью по сравнению с ^полярными слоями.

3. Впервые обнаружено и проанализировано влияние упругих напряжений сжатия на кинетику роста и морфологию поверхности слоев в напряженных гетероструктурах АЮаЫ/АШУс-АЬОз при различных стехиометрических условиях МПЭ ПА.

4. Впервые показано, что металл-обогащенные условия МПЭ ПА предпочтительней для роста слоев А1хСа1,Д<[ (х=0-1) с атомарно-гладкой морфологией поверхности и составом, точно контролируемым с помощью отношения калиброванных потоков атомов А1 и активированного азота: Обнаружен эффект снижения поверхностной подвижности адатомов при повышении содержания А1 в слоях АЮа1Ч, для преодоления которого и обеспечения роста слоев с атомно-гладкой поверхностью необходимо применение существенно более сильно металл-обогащенных условий по сравнению с ростом бинарного ваК.

5. Впервые для МПЭ ПА разработаны технологии начальных стадий роста слоев АЮаК на подложках с-А1203 и буферные ГС, позволяющие снизить распространение прорастающих дислокаций (ПД) в верхние (активные) области ГС до минимальных концентраций винтовых, краевых и смешанных ПД 109, Ю10 и Ю10см"2 соответственно.

6. Впервые с помощью холловских измерений продемонстрировано достижение концентрации свободных дырок /?=2-1018см"3 и 3-Ю17 см"3 в слоях А1хОа].хМ, легированных Mg при МПЭ ПА до концентрации 1020см"3, при содержании А1 в слоях х=0.15 и 0.42, соответственно.

7. Впервые методом субмонослойной дискретной эпитаксии (СДЭ) получены ГС с множественными КЯ AlxGai.xN7AlyGai.yN, которые продемонстрировали относительно яркую ФЛ с минимальной А.=280 нм, электролюминесценцию в диапазоне À,=300-320 нм и лазерное излучение с А.=303 нм при комнатной температуре и пороговой л плотности мощности —800 кВт/см .

Практическая ценность работы

Продемонстрирована применимость разработанных технологических методов и квантоворазмерных ГС для создания экспериментальных прототипов светодиодов и лазеров с оптической накачкой, работающих в спектральной области глубокого УФ при комнатной температуре. На основе полученных результатов возможно проведение прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Технология МПЭ ПА позволяет выращивать слои AlxGaixN как с металлической, так и с азотной полярностью во всем диапазоне составов при использовании буферных слоев A1N и GaN, соответственно. Слои AlxGaixN, выращенные на плазменно-нитридизованных подложках с-А1203, имеют азотную полярность при содержании А1 менее 20 мол.% и металлическую полярность при большем содержании А1, что объясняется образованием в последнем случае, как и в случае буфера A1N, двойного адслоя А1, инвертирующего полярность.

2. Упругие напряжения сжатия, возникающие на начальной стадии роста слоев AlGaN на буферном слое A1N, облегчают разрыв связи Ga-N, приводя к дополнительному переиспарению азота. В случае азот-обогащенных условий роста это обуславливает переход к металл-обогащенным условиям, снижение скорости роста и увеличение содержания А1 в слое до достижения им критической толщины, при которой напряжения релаксируют и параметры азот-обогащенного роста, характеризуемого неоднородным распределением А1 и шероховатой морфологией поверхности, восстанавливаются.

3. Для получения слоев AlGaN с атомарно-гладкой морфологией поверхности и однородным распределением А1 вдоль поверхности и по толщине слоя в условиях относительно низких температур МПЭ ПА (700±10°С) необходимо использование Ga-обогащенных условий роста с соотношением потоков, линейно возрастающим в диапазоне 1.2—1.8 за счет повышения потока Ga при увеличении x=FA!/FN от 0 до 0.8. Это приводит к повышению поверхностной подвижности адатомов А1 и гомогенизации квази-жидкой фазы адатомов третьей группы на поверхности твердого раствора AlGaN.

4. Для снижения плотности ПД в ГС AlGaN, выращенных методом МПЭ ПА на подложках с-А1203, более чем на порядок величины (до уровня о 9 1П

10 см" для винтовых и менее 10 см" для краевых и смешанных) за счет развития наклона ПД с последующим их слиянием и аннигиляцией наиболее эффективным является использование комбинации последовательно выращенных низко- и высокотемпературного буферных слоев A1N, обладающих 3D и 2D морфологией соответственно, и короткопериодной напряженной сверхрешетки (СР) AIN/AlGaN с периодом 10 нм, средним содержанием А1 90% и переменной стехиометрией роста слоев, составляющих СР.

5. Квантовые ямы AlxGai.xN/AlyGai.yN (у-х=0.1-Ю.2 при х=0.3^0.6), сформированные методом субмонослойной дискретной эпитаксии (СДЭ) в виде субмонослойных сверхрешеток GaN/AlyGaiyN при неизменных интенсивностях потоков Ga и А1, обладают интенсивной фотолюминесценцией в диапазоне длин волн ^=260-360 нм с энергией локализации носителей 200-500 мэВ и в качестве активной области лазерных ГС демонстрируют рекордно низкую пороговую плотность

•л мощности оптической накачки -800 кВт/см при комнатной температуре на длине волны А,~300 нм.

Материалы диссертационный работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных конференциях и симпозиумах: 4-й Всероссийской Конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия — структуры и приборы" (Санкт-Петербург, Россия, 2005), 14-м Европейском симпозиуме по молекулярно-пучковой эпитаксии (Сьерра-Невада, Nevada, Гранада, Испания, 2007), 15-м Международном симпозиуме «Наноструктуры: физика и технология» (Новосибирск, Россия, 2007), 5-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы» (Москва, Россия, 2007), 6-м Российско-Белорусском симпозиуме (Минск, Беларусь, 2007), VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург, Россия, 2007), 15-й Международной конференции по молекулярно-пучковой эпитаксии (Ванкувер, Канада, 2009), 8-й Международной конференции по нитридным полупроводникам (Дже-Джу, Корея, 2009), 7-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» (Москва, Россия, 2010), 18-м Международном симпозиуме «Наноструктуры: физика и технология» (Санкт-Петербург, Россия, 2010), 16-й Международной конференции по молекулярно-пучковой эпитаксии (Берлин, Германия, 2010).

Перечень публикаций, раскрывающих основное содержание диссертационной работы, представлен на стр. 124-126.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Мизеров, Андрей Михайлович

Заключение

В ходе диссертационной работы были получены следующие основные результаты.

1. Оптимизированы режимы работы плазменного источника азота. Показано, что изменение ВЧ-мощности в диапазоне от 100 до 250 Вт при постоянных значениях расхода азота 5 нем /мин обеспечивает линейное изменение скорости роста слоев A3N от 0.2 до 0.8 мкм/ч.

2. Определены условия МПЭ ПА, обеспечивающие рост слоев AlGaN с различной полярностью во всем диапазоне составов. В случае роста слоев AlxGaixN на нитридизованных подложках с-А1203 при относительно низких концентрациях А1 (х<0.2) наблюдается рост N-полярных слоев, в то время как при высоких значениях х>0.2 слои имеют металлическую полярность, что было объяснено образованием адслоя А1, инвертирующим полярность. Полярности слоев AlxGaixN(x=0-l) при росте на N- и Ga-полярных буферных слоях GaN и A1N повторяют полярности последних.

3. Показано, что слои AlGaN/GaN/c-Al203 с металлической полярностью характеризуются меньшей температурной стойкостью,по сравнению с N-полярными слоями, что ограничивает температуру их роста в единичных стехиометрических условиях с максимальным встраиванием атомов Ga в диапазоне Ts<710°С, в то время как рост аналогичных N-полярных слоев возможен при Ts<760°С.

4. Обнаружено, что упругие напряжения сжатия, возникающие при росте гетероструктур AlxGa!xN(jc=0-1 )/AlN/c-Al203 ослабляют связь Ga-N, что приводит к уменьшению эффективности встраивания Ga при использовании азот-обогащенных и единичных стехиометрических условий роста (Fy//F^=0.7-1), и, как следствие, к снижению скорости роста слоев AlGaN и возникновению в них градиента состава в направлении роста уже при температурах роста 7V~700°C. Для решения этой проблемы предложено использовать металл-обогащенные условия роста, при которых действие упругих напряжений приводит лишь к изменению концентрации избыточного Ga на поверхности растущего слоя.

5. Представлена диаграмма роста гетероструктур AlxGaixN(x=0-0.8)/AlN/c-А12Оз, определяющая металл-обогащенные условия МПЭ ПА, необходимые для получения слоев AlGaN с атомарно-гладкой морфологией поверхности при температурах подложки в диапазоне

7s=685-715°C за счет достижения высокой поверхностной подвижности адатомов III группы и их однородного распределение в жидкой фазе на поверхности AlGaN, и, как следствие, в самом твердом растворе. Показано, что в практически важном случае при ГЛ=700°С для этого необходимо использование Ga-обогащенных условий с соотношением потоков Fm/FN, практически линейно повышающимися от 1.2 до 1.8 при увеличении содержания алюминия л: от 0 до 0.8.

6. Развиты способы эффективного снижения плотности прорастающих дислокаций при МПЭ ПА ГС AlGaN на C-AI2O3 за счет последовательного использования: (1) низкотемпературного (7s~550°C) 3D зародышевого слоя A1N толщиной 30 нм, выращенного в азот-обогащенных условиях {FAi/F}f~0.8), (2) высокотемпературного (7>~800оС) 2D слоя A1N, выращенного при F^/F^-IA, и (3) короткопериодной (~10 нм) СР 30x(AlN/AlxGai.xN) со средним содержанием А1 90%, растившейся в азот/галлий-обогащенных условиях, соответственно. Показано, что в данной буферной структуре релаксация упругих сжимающих напряжений происходит главным образом за счет отклонения прорастающих дислокаций от направления роста (0001), что приводит к их слиянию и аннигиляции. Это позволяет снизить концентрацию ПД в активной области структур (на расстоянии 1.5 мкм от подложки) до уровня ~109 см"2 для винтовых и менее Ю10 см"2 для краевых и смешанных дислокаций.

7. Разработаны оптимальные условия легирования Mg слоев AlxGaixN до концентрации 10 см", позволяющие достичь концентрации свободных дырок /?=2-1018см"3 и 3-1017 см"3 при содержании А1 в слоях л?=0.15 и 0.42, соответственно, что было подтверждено с помощью холловских измерений.

8. Развит метод субмонослойной дискретной эпитаксии структур с КЯ AlxGai.xN/AlyGa^yN (х менее 0.5, х-у=0.1-0.2), демонстрирующих фотолюминесценцию и электролюминесценцию в УФ диапазонах длин волн А/=260-360 нм и À.=300-320 нм соответственно при комнатной температуре. Данный метод позволил получить оптически накачиваемые лазерные ГС с КЯ AlGaN, излучающие на длине волны А.=303 нм с рекордно низкой пороговой плотностью мощности -800 кВт/см при комнатной температуре.

В заключении мне хочется выразить глубокую признательность тем, без кого данная работа была бы невозможна. Прежде всего, моего научного руководителя Жмерика Валентина Николаевича и руководителя группы молекулярно-пучковой эпитаксии Иванова Сергея Викторовича, а так же всех, чье участие, помощь и поддержка способствовали реализации этой программы исследований и написанию диссертационной работы - моих коллег, без совместных напряженных усилий которых эта работа была бы невозможна: Алексея Семенова, Сергея Сорокина, Татьяну Комиссарову, Алексея Торопова, Татьяну Шубину, Алевтину Копьеву, Антона Лебедева, Якова Терентьева, Бориса Мельцера, Виктора Соловьева, Сергея Трошкова, Марию Яговкину, Аллу Ситникову и других сотрудников лабораторий института. Отдельные слова благодарности заведующему нашей лабораторией Копьеву Петру Сергеевичу за постоянное внимание к работе и поддержку.

117

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мизеров, Андрей Михайлович, 2011 год

1. Y. Taniyasu, М. Kasu and Т. Makimoto // An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres, Nature, 2006, V. 441, P. 325.

2. H. Hirayama, N. Noguchi, S. Fujikawa, J. Norimatsu, N. Kamata, Т. Takano, K. Tsubaki, 222-282 nm AlGaN and InAlGaN based deep-UV LEDs fabricated on high-quality A1N template // Proc. of SPIE, 2009, N7216, P. 721621-1.

3. S. Nikishin, M. Holtz and H. Temkin, Digital Alloys of AIN/AlGaN for deep UV light emitting diodes // Jpn. J. Appl. Phys., 2005, V. 44, P. 7221.

4. H. Yoshida, Y. Yamashita, M. Kuwabara, H. Kan, Appl. Demonstration of an ultraviolet 336 nm AlGaN multiple-quantum-well laser diode // Phys. Lett., 2008, V. 93, P. 241106.

5. T. Takano, Y. Narita, A. Horiuchi, H. Kawanishi, Room-temperature deep-ultraviolet lasing at 241.5 nm of AlGaN multiple-quantum-well laser // Appl. Phys. Lett., 2004, V 84, P. 3567.

6. M. Shatalov, M. Gaevski, V. Adivarahan, A. Khan Room-Temperature Stimulated Emission from A1N at 214 nm, Jpn. J. Appl. Phys., 45, LI286(2006).

7. O. Ambacher, Growth and applications of Group Ill-nitrides. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998, V. 31, P. 2653-2710.

8. Ambacher О., Majewski J., Miskys C. et al. Pyroelectric properties of Al(In)GaN/GaN heteroand quantum well structures // J. Phys.: Condens.Matter. 2002, N.14.

9. Grahn H. Т., Ploog К. H. Polarization properties of nonpolar GaN films and (In, Ga)N/GaN multiple quantum wells // Appl. Phys. A. 2004. V. 78.

10. Katzir Sh. The discovery of the Piezoelectric Effect // Arch. Hist. Exact. Sei. 2003. V. 57.

11. Heying В., Averbeck R., Chen L.F. and Haus E., Riechert H., Speck J. S., Control of GaN surface morphologies using plasma-assisted molecular beam epitaxy // J. Appl. Phys., 2000, V. 88, N. 4, P. 1855.

12. Xu K. and Yoshikawa A. Appl. Phys. Lett., Effects of film polarities on InN growth by molecular-beam epitaxy // 2003, V. 82, N. 2, P. 251.

13. Wong M. N., S. Rajan, Chu R. M., Palacios Т., Suh C. S., McCarthy L. S., Keller S., Speck J. S., Mushra U. K. N-face high electron mobility transistors with a GaN-spacer Phys. Stat. Sol. A, 2007, V. 204, N. 6, P. 2049.

14. Cho A.Y., Arthur J.R., Molecular beam epitaxy // Progress in solid state chemistry, ed. by G. Somorjaj, J. McCaldin, Pergamon, 1975, V. 10, P. 157-190.

15. Sung Chul Choi, Jong-Hee Kim, Ji Youn Choi, Kang Jae Lee, Kee Young Lim, and Gye Mo Yanga, Al concentration control of epitaxial AlGaN alloys and interface controlof GaN/AlGaN quantum well structures // J. Appl. Phys., 2000, V. 87, P. 172.

16. F. Briones, L. Gonzalez, and A. Ruiz, Atomic layer molecular beam epitaxy (Almbe) of III-V compounds: Growth modes and applications // Appl. Phys. A, 1989, V. 49, P. 729.

17. A.Yoshikawa, K.Xu, Polarity selection process and polarity manipulation of GaN in MOVPE and RF-MBE growth // Thin Soid Films, 2002, V.412, P. 38.

18. Fude Liu, Ramon Collazo, Seiji Mita, Zlatko Sitar, Gerd Duscher, Stephen J. Pennycook, The mechanism for polarity inversion of GaN via a thin A1N layer: Direct experimental evidence // Appl. Phys. Lett., 2007, V. 91, P. 203115.

19. K. Pakua, J. Borysiuk, R. Boz'ek, J.M., Long-range order spontaneous superlattice in AlGaN epilayers // J. Cryst. Growth, 2006, V. 296, P. 191.

20. N. Grandjean, J. Massies, Y. Martinez, P. Vennegues, M. Leroux, M. Laugt. GaN epitaxial growth on sapphire (0001): the role of substrate nitridation. // J.Crystal Growth., 1997, V. 178, P. 220-228.

21. Ki-Sung Kim, Kyoung-Bo Kim, Seon-Hyo Kim. Nitridation mechanism of sapphire and its influence on the growth and properties of GaN overlayers. // J. Cryst. Growth, 2001, V. 233, P. 167-176

22. H. Okumura, K. Balakrishnan, H. Hamaguchi, T. Koizumi, S. Chichibu, H. Nakanishi, T. Nagatomo and S. Yoshida, Analysis of MBE Growth Mode for GaN Epilayers by RHEED // J. Cryst. Growth, 1998, V. 189/190, P. 364.

23. R. Held, D. E. Crawford, A. M. Johnston, A. M. Dabiran and P. I. Cohen, J. Electron. Mater., In Situ Control of GaN Growth by Molecular Beam Epitaxy, 1997, Y. 26, P. 272.

24. R. Held, G. Nowak, B. E. Ishaug, S. M. Seutter, A. Parkhomovsky, A. M. Dabiran, P. I. Cohen, I. Grzegory and S. Porowski, Structure and composition of GaN(OOOl) A and B surfaces // J. Appl. Phys., 1999, V. 85, 7697.

25. A. R. Smith, R. M. Feenstra, D. W. Greve, A. Ptak, T. H. Myers, M.-S. Shin, M. Skowronski, Surface Reconstruction During Molecular Beam Epitaxial Growth of GaN(0001 ),MRS Internet J. Nitride Semicond. Res., 1998, V. 3, N. 12.

26. E. J. Tarsa, B. Heying, X. H. Wu, P. Fini, S. P. DenBaars and J. S. Speck, Homoepitaxial growth of GaN under Ga-stable and N-stable conditions by plasma-assisted molecular beam epitaxy // J.Appl. Phys., 1997, V. 82, P. 5472.

27. H. Riechert, R. Averbeck, A. Graber, M. Schienle, U. Strauss and H. Tews, in MBE Growth of (In) GaN for LED Applications (Materials Research Society, Boston), 1997, P. 149-159.

28. G. Muía, C. Adelmann, S. Moehl, J. Oullier and B. Daudin, Surfactant effect of gallium during molecular-beam epitaxy of GaN on A1N (0001) // Phys. Rev. B, 2001, V. 64, P. 195406.

29. Zywietz T., Neugebauer J., Scheffler M., Theory of surfaces and interfaces of group Ill-nitrides // Appl. Phys. Lett., 1999, V. 74, P. 1695.

30. Neugebauer J., Zywietz T., Scheffler M., Northrup, Theory of surfaces and interfaces of group Ill-nitrides // J., Appl. Surf. Science., 2000, V. 159-160, P. 355-359.

31. S. Fernández-Garrido, G. Koblmüller, E. Calleja, J. S. Speck, In situ GaN decomposition analysis by quadrupole mass spectrometry and reflection high-energy electron diffraction // J. Appl. Phys, 2008, V. 104, P. 033541.

32. F.A. Ponce, Microstructure of GaN Epitaxy on Sapphire // Proc. of the International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diodes, Chiba University, Japan, March 1996, P. 225-229.

33. O. Brandt, H. Yang, K.H. Ploog, Surface kinetics of zinc-blende (001) GaN // Phys. Rev. B, 1996, V. 54, P. 4432.

34. Shen X.Q., Ide Т., Cho S.H., Shimizu M., Hara S., and Okumura H., Stability of N- and Ga-polarity GaN surfaces during the growth interruption studied by reflection high-energy electron diffraction // Appl. Phys. Lett, 2000, V. 77, N. 24, P. 4013.

35. Z. A. Munir, A. W. Searcy, Activation energy for the sublimation of gallium nitride // J. Chem. Phys. 42, 1965, V. 42, P. 4223-28

36. Monemar В., Paskov P. P., Bergman J. P., Toropov A. A., Shubina T. V.,Malinauskas Т., Usui A., Recombination dynamics of free and bound excitons in bulk GaN // Phys. Stat. Sol. B, 2008, V. 245, N. 9, P. 1723.

37. F. B. Naranjo, M. A. Sanchez-Garcia, F. Calle, E. Calleja, B. Jenichen, K. H. Ploog., Strong localization in InGaN layers with high In content grown by molecular-beam epitaxy // Appl.Phys. Lett., 2002, V. 80, N. 2, P. 231.

38. C. Adelmann, J. Simon, G. Feuillet, N.T. Pelekanos, B. Daudin, G. Fishman, Self-assembled InGaN quantum dots grown by molecular-beam epitaxy // Appl. Phys. Lett., 2000, V. 76, P. 1570.

39. M. Schroeder, D. E. Wolf, Diffusion on strained surfaces //Surf. Sci., 1997, V. 375, P. 129.

40. D. Korakakis, К. F. Ludwig, Jr., and Т. D. Moustakas, Long range order in AlxGai.xN films grown by molecular beam epitaxy // Appl.Phys. Lett., 1997, V. 71, N. 1.

41. E. Iliopoulos and T. D. Moustakas, Growth kinetics of AlGaN films by plasma-assisted molecular-beam epitaxy // Appl. Phys. Lett., 2002, V. 81, P. 295.

42. E. Monroy, B. Daudin, E. Bellet-Amalric, N. Gogneau, D. Jalabert, F. Enjalbert, J. Brault, J. Barjon, Le Si Dang, Surfactant effect of In for AlGaN growth by plasma-assisted molecular beam epitaxy // J. Appl. Phys., 2003, V. 93, P. 1550.

43. F. Fedler, R.J. Hauenstein, H. Klausing, D. Mistele, O. Semchinova, J. Aderhold, J. Graul, Strain, morphological, and growth mode changes in AlGaN single layers at high A1N mole fraction // J. Cryst. Growth, 2002, V. 241, P. 535.

44. A.V. Sampath, G.A. Garrett, C.J. Collins, W.L. Sarney, E.D. Readinger, P.G. Newman, H. Shen, and M. Wraback, Growth of AlGaN Alloys Exhibiting Enhanced Luminescence Efficiency // J. Electron. Mater., 2006, V. 35, N. 4.

45. A. Bhattacharyya, T. D. Moustakas, Lin Zhou, David. J. Smith, W. Hug, Deep ultraviolet emitting AlGaN quantum wells with high internal quantum efficiency //Appl. Phys. Lett., 2009, V. 94, P. 181907.

46. Yitao Liao, Christos Thomidis, Chen-kai Kao, Theodore. D. Moustakas // Appl. Phys. Lett., 2011, V. 98, P. 081110.

47. P. Cantu, F. Wu, P. Waltereit, S. Keller, A. E. Romanov, S. P. DenBaars, and J. S. Speck // Role of inclined threading dislocations in stress relaxation in mismatched layers, Journal of Appl. Phys.,2005, V. 97, P. 103534.

48. D. M. Follstaedt, S. R. Lee, A. A. Allerman, and J. A. Floro, Strain relaxation in AlGaN multilayer structures by inclined dislocations // Journal of Appl. Phys.,2009, V. 105, P. 083507.

49. Hideki Hirayama, Norimichi Noguchil, Sachie Fujikawa, Jun Norimatsu, Norihiko Kamata, Takayoshi Takano, Kenji Tsubaki, 222-282 nm AlGaN and InAlGaN based deep-UV LEDs fabricated on high-quality A1N template // Proc. of SPIE, 2009, V. 7216, P. 721621-1.

50. S.Yoshida, S. Misava, S.Gonda, Properties of AlxGaixN films prepared by reactive molecular beam epotaxy // J. Appl. Phys., 1982, V. 53, P. 6844.

51. M. Holtz, T. Prokofyeva, M. Seon, K. Copeland, J. Vanbuskirk, S. Williams, S. A. Nikishin, V. Tretyakov, H. Temkin, Composition dependence of the optical phonon energies in hexagonal AlxGaixN, // J. Appl. Phys., 2001, V. 89, P. 12.

52. Smith A. R., Feenstra R. M., Greve D. W., ShinM.-S., Skowronsky M., Neugebauer J., Northrup J. E. Determination of wurtzite GaN lattice polarity based on surface reconstruction // Appl. Phys. Lett., 1998, V. 72, P. 2114.

53. П. С. Копьев, Н. Н. Леденцов, Молекулярно-пучковая эпитаксия2 сгетероструктур на основе соединений А В // ФТП, 1988, Т. 22, Вып. 10, С. 1729-1742.

54. S. Yu. Karpov, Suppression of phase separation in InGaN due to elastic strain // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res., 1998, V. 3, P. 16.

55. Polian, A., M. Grimsditch, I. Grzegory, Elastic constants of gallium nitride // J. Appl. Phys., 1996, V. 79, N. 6, P. 3343.

56. Bernardini F, Fiorentini V and Vanderbilt D, Spontaneous polarization and piezoelectric constants of III-V nitrides Phys. Rev. В 56 RIO 024 (1997).

57. Vezian S., Natali F., Semond F., Massies J., From spiral growth to kinetic roughening in molecular-beam epitaxy of GaN.0001 // Phys. Rev. B, 2004, V. 69, P. 125329.