Структурные дефекты и квантовые точки III-нитридов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Лазарев, Сергей Владимирович

• Лазарев, Сергей Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Лазарев, Сергей Владимирович

Оглавление

Оглавление

Введение

Глава 1. Исследование многослойных структур полярного AIGaN с помощью синхротронного излучения

1.1 Введение

1.2 Описание образцов многослойных гетероструктур Al0.2Ga0.sN

1.3 Описание дифракционного эксперимента

1.4 Симметричные рефлексы обратного пространства многослойных гетероструктур полярного AIGaN

1.5 Асимметричные рефлексы обратного пространства многослойных гетероструктур полярного AIGaN

1.6 Расчёт средних значений концентрации Al и параметров элементарной ячейки слоев AIGaN до и после SiN-маски

1.7 Рефлексы обратного пространства геометрии скользящего луча многослойных гетероструктур полярного AIGaN

1.8 Модель на основе метода Монте-Карло для расчёта плотности линейных дислокаций

1.9 Расчет диффузного рассеяния линейных дефектов двухслойных гетероструктур полярного AIGaN

1.10 Расчёт плотностей краевых дислокаций в слоях полярного AIGaN до и после SiN-маски

1.11 Результаты расчёта плотностей краевых и винтовых дислокаций в слоях полярного AIGaN

1.12 Выводы к 1 главе

Глава 2. Исследование дефектов упаковки полуполярного GaN на профилированном сапфире

2.1 Введение

2.2 Описание образцов полуполярного GaN на профилированном сапфире

2.3 Схема дифракционного эксперимента

2.4 Рентгеновская дифракция слоёв полярных, неполярных и полуполярных III-нитридов

2.5 Призматичные дефекты упаковки в полуполярном GaN на профилированном сапфире

2.6 Рентгеновская дифракция полуполярного GaN на профилированном сапфире

2.6.1 Введение

2.6.2 Исследование образцов S1 и S2 с помощью синхротронного излучениябО

2.6.3 Исследование образцов S3 и S4 с помощью синхротронного излучения64

2.7 Распределение диффузной интенсивности дефектов упаковки в обратном пространстве полуполярного GaN на профилированном сапфире

2.8 Модель для расчёта плотности дефектов упаковки на основе метода Монте-Карло

2.9 Расчёт плотности дефектов упаковки полуполярного ваЫ на профилированном сапфире

2.10 Фото- и катодолюминесцентное исследование полуполярного ваК на профилированном сапфире

2.11 Локальное изучение плотности дефектов упаковки в полуполярном ваИ на профилированном сапфире

2.11.1 Введение

2.11.2 Описание эксперимента.."

2.11.3 Карты плотностей дефектов упаковки

2.12 Выводы ко 2 главе

Глава 3. Исследование 1пОаК квантовых точек

3.1 Введение

3.2 Описание структуры 1пСаК квантовых точек на слое ваК

3.3 Рентгеновская дифракция 1пваК квантовых точек на слое ваК

3.4 Разработка некомпланарной геометрии фиксированного угла падения

3.4.1 Некомпланарная асимметричная геометрия фиксированного угла падения рентгеновского излучения

3.4.2 Сканы в обратном пространстве в геометрии фиксированного угла падения

3.4.3 Расчёт угловых координат рефлекса в геометрии фиксированного угла падения

3.5 Описание эксперимента

3.6 Исследование 1пСаК квантовых точек в некомпланарной геоматрии фиксированного угла падения

3.7 Выводы к 3 главе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурные дефекты и квантовые точки III-нитридов»

Введение

Исследования последних 20-ти лет, открыли перспективы применения полупроводниковых структур и приборов на основе III-нитридов, таких как A1N, GaN, InN, и их упорядоченных твердых растворов, в различных областях свето- и электротехники [1]. Высокая термическая, химическая и радиационная стойкость III-нитридов позволяет использовать их для изготовления приборов, работающих при повышенных температурах и в неблагоприятных условиях [2]. Безопасность III-нитридов ставит их в выигрышное положение по сравнению с альтернативными соединениями III-арсенидами (AlAs, GaAs, InAs), а высокая теплопроводность упрощает решение проблем охлаждения рабочей области. Сочетание высокой подвижности электронов и значительной электрической прочности делает их пригодными для изготовления мощных высокочастотных и высокотемпературных транзисторов.

Прямой характер межзонных переходов позволяет использовать Ш-нитриды для производства светоизлучающих, таких как лазеры (LD) и светодиоды (LED), и фотоприемных, таких как солнечные батареи, устройств. Большая ширина запрещенной зоны, особенно в видимом спектре, от 0.7 эВ (InN), 3.4 эВ (GaN) до 6.0 эВ (A1N) [3], и образование твердых растворов InGaN, AlGaN, InAlGaN обуславливают возможность значительного расширения спектрального диапазона работы изготавливаемых устройств на основе III-нитридов. Сравнение ширины запрещенной зоны III-нитридов и других полупроводников, показанных в зависимости от их латеральных параметров элементарных ячеек, на Рисунок 1, для температуры 300К [4]. Из Рисунок 1 видно, что спектр излучения твердого раствора AlGaN покрывает ультрафиолетовую (УФ) часть спектра от 3.4 эВ (GaN) до 6.0 эВ (AIN), а твердого раствора InGaN покрывает часть ультрафиолетового спектра, весь видимый диапазон и значительную часть инфракрасного (ИК) спектра, в целом покрывая диапазон от 0.7 эВ (InN) до 3.4 эВ (GaN). Следует подчеркнуть, что ни какие другие химические соединения не обладают столь широким прямым межзонным переходом как Ill-нитриды [5] !

Lattice constant [nm]

Рисунок 1. Ширина запрещённой зоны и латеральные параметры элементарной ячейки Ill-нитридов и других полупроводников.

Особые свойства устройств основанных на Ш-нитридах могут обеспечить нано-структуры их твёрдых растворов, такие как квантовые точки (QD). Наиболее распространённы InGaN квантовые точки, с низкой концентрацией In, выращенные на слое GaN. На основе твёрдых растворов Ш-нитридов выпускаются голубые, фиолетовые и зеленые LED, созданы синие и фиолетовые инжекционные лазеры, разработаны эффективные LED белого свечения. Появление эффективных твердотельных источников света приведёт к большим экономическим выгодам в различных сферах жизни, таких как: информатика, экология, медицина, военное производство и светотехнической промышленности. В перспективе это означает замену традиционных ламп накаливания и люминесцентных ламп на компактные, высокоэффективные, экологически чистые источники освещения с регулируемым спектром излучения.

Плёнки III-нитридов можно растить, используя различные методы, такие как: метод газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений, в англоязычной литературе "metal-organic vapour phase epitaxy" (MOVPE) [6]; гидридо-паровая эпитаксия, в англоязычной литературе "hydride vapour phase epitaxy" (HYPE) [7]; молекулярно-пучковая эпитаксия, в англоязычной литературе

"molecular beam epitaxy" (MBE) [2]. У каждого из этих способов роста имеются свои преимущества и недостатки. На сегодняшний день MOVPE является единственным доступным для промышленного производства методом, и все образцы, исследованные в этой работе, выращены этим методом.

Слои III-нитридов могут быть выращены в различных направлениях элементарной ячейки по отношению к поверхности слоя. В связи с этим, выделяют три группы III-нитридов: полярные, полуполярные и неполярные [8]. Различные группы III-нитридов и их типичные представители показаны на Рисунок 2. В случае полярных III-нитридов направление [0001] элементарной ячейки перпендикулярно поверхности слоя, и поверхность является плоскостью (0001) (см. Рисунок 2). У неполярных слоев III-нитридов направление [0001J элементарной ячейки принадлежит поверхности слоя. Известно два варианта поверхности неполярных III-нитридов, (10-10) и (11-20) (см. Рисунок 2). Ну и у полуполярных III-нитридов направление [0001] элементарной ячейки наклонено по отношению к поверхности слоя. Известны различные варианты плоскостей поверхности, наиболее известные из них (10-11), (10-13) и (11-22) представлены на Рисунок 2.

(00.1) (10.1) (10.3) (11.2) (11.0) (10.0)

Polar Semi-polar Non-polar

Рисунок 2. Полярное, полуполярное и неполярное направление элементарной ячейки Ш-нитридов по отношению к поверхности слоя.

К сожалению, всё ещё имеется несколько существенных проблем, связанных с ростом и применением III-нитридов. Так, активному развитию Ш-нитридной технологии не помешала высокая плотность линейных дислокаций, в англоязычной литературе "threading dislocation density" (TDD), в исходном

9 2

материале, достигающая 10 см" [8] (так, приборы на основе ваАз перестают функционировать, когда плотность дислокаций превышает значения 104-105 см""), хотя она снижает эффективность устройств на Ш-нитридах [8, 91.

Основными видами линейных дислокаций (ТО) являются винтовая (см. Рисунок З.а), с Бюргере вектором параллельным линии дислокации, и краевая (см. Рисунок З.Ь), с Бюргере вектором перпендикулярным линии дислокации, как это показано на Рисунок 3 [10]. Существует так же смешанный тип линейных дислокаций, с Бюргере вектором, наклонённым к линии дислокации, но их можно

представить в виде суммы краевых и винтовых дислокации.

(a) Screw type

of threading disloaction

Edge type of threading disloaction

(b)

Л

\Z

a, -

\

с = A = [0001 ]

a, -

a,

1/3111-201

Рисунок 3. Направления Бюргере векторов в случае винтовой, а, и краевой

линейных дислокаций, Ь.

Так же в слоях III-нитридов может наблюдаться высокая и плотность дефектов упаковки направления плотной упаковки [0001], в англоязычной литературе "basal plane stacking faults" (BSFs), и призматичных дефектов упаковки, в англоязычной литературе "prismatic stacking faults" (PSFs). Известно несколько видов дефектов упаковки [8, 11]. Эти двумерные дефекты окромлены различными дислокациями. Виды дефектов упаковки, их вектора смещения R, энергия образования е, буквенная последовательность упаковки, вид обрамляющих дислокаций и их Бюргере вектора Ь, приведены в Таблица 1.

Опираясь на исследования трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ) [12], можно сказать, что наиболее распространённым видом BSFs в III-нитридах является 1Ь с наименьшей энергией образования. В целом BSFs I] в III-нитридах составляют более 90%, и в дальнейшем под BSFs будет пониматься

именно этот вид плоскостных дефектов. В неполярных плёнках Ш-нитридов плотность ВБИб достигает 10бслГ', и РББз рРЗГ~\02см~1 [13, 14, 8, 15].

Таблица 1.

Виды дефектов упаковки, вектора смещения 7?, энергия образования е, буквенная последовательность упаковки, вид обрамляющих дислокаций и их Бюргере вектора Ь.

Вид

Тип /? с. (шсУ) Уннкоика окромляющеП дислокации Ь

/1 1 (20.3) 10 АВАВСВСВС Ьгаик-ЯЬоскЬ'у рагма1 1 (20.3)

[■> £ (1 -1-0) 2-1 АВАВСАСАС БЬосЫеу рагНа! * (1 - 1-0)

/з 110110 19 АВАВСВАВА нет нет

Е Ь (00.1) 38 АВАВСАВАВ Ккшк рагНа1 ^(00.1)

РЯР Н10.1) - вони н кают н {-12.0} плоскости ап- 1чх1 6 (Ю.О). I (-3 - 2.0}

Несовершенность кристаллов связана с отсутствием доступных подложек нитрида галлия, поэтому этот материал получают гетероэпитаксией. Наиболее часто используемой подложкой для эпитаксии Ш-нитридов является сапфир. Гетероэпитаксия приводит к возникновению механических напряжений вследствие рассогласования постоянных решеток. Различие температурных коэффициентов расширения подложки и слоя приводит к возникновению напряжения при охлаждении структуры с ростовой температуры (1050°С) до комнатной. Это напряжение приводит к изгибу структуры и образованию линейных и плоскостных дефектов, которые являются нерадиационными центрами рекомбинации пар электрон-дырка [16, 17], что снижает эффективность работы светодиодных устройств на основе Ш-нитридов [8, 18].

Еще одной проблемой является собственная поляризация Ш-нитридов, связанная с асимметрией элементарной ячейки, из-за чего образуются поляризационные заряды на поверхностях слоёв Ш-нитридов. На Рисунок 4.а показан пример образования поляризационных зарядов на гранях ва и К, в случае ваЫ.

(а)

Ga - face

N

Gal

N - face

c-axis [OO.lj

Ga- terminated surface

N- terminated surface

c-axis [00. i]

0.00

eg

E О

z -0.02 О

S

CE -0-04

о

cl

сл -0.06

э

о

ш Z

£ -0.08 Z

о К

м -0.10

(Ь)

• CH-Iike ■ LZ-like

AIGaN

AIN

AlInN^ InN

++++++++++++

3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 EQUILIBRIUM LATTICE CONSTANT (A)

Рисунок 4. Модель слоя GaN и образовавшиеся поляризационные заряды на гранях Ga и N, а. Величина спонтанной поляризации GaN, AIN, и InN от значения латерального параметра элементарной ячейки, Ь.

Полная поляризация слоя Рш может быть представлена в виде суммы [19]:

Рш — Рп + Р*

(Уравнение 1)

где Рр пьезоэлектрическая компонента, связанная с полями напряжений, вызванных различием параметров решётки между слоями, a Ps компонента спонтанной поляризуемости Ш-нитридов [20, 21, 22]. В 1997 году Bernardini рассчитал спонтанную поляризуемость для GaN, AIN, и InN [20]. Результаты его расчётов приведены в Таблица 2. Кроме того, Bernardini показал, что пьезоэлектрическая поляризуемость твёрдых растворов Ш-нитридов является нелинейной функцией [21, 20]. На Рисунок 4.Ь. приведена зависимость величина спонтанной поляризации GaN, AIN, и InN и их упорядоченных твёрдых растворов от значения латерального параметра элементарной ячейки.

Таблица 2.

Рассчётная пьезоэлектрическая поляризуемость GaN, AIN, и InN в

С/м [20].

Ps

A1N 0.081

GaX 0.029

I11N 0.032

Поля напряжений, вызванные гетероэпитаксией, деформируют элементарную ячейку и приводят к увеличению внутреннего поляризационного

поля в направлении [0001], которое препятствует рекомбинации зарядов и образованию фотонов. Внутренняя поляризация вызывает спонтанный эффект Штарка, в англоязычной литературе известный как "quantum-confined Stark effect" (QCSE). Особенное значение QCSE играет при гетероэпитаксии InN и его твёрдых растворов, вследствие увеличения рассогласования постоянных решеток слоя и подложки. Таким образом, при увеличении концентрации In в упорядоченном твёрдом растворе полярного InGaN, что соответствует приближению к зелёной части спектра, показанной на Рис.5.а, эффективность излучения оптических приборов, известная в англоязычной литературе как "external quantum efficiency" (EQE), должна убывать из-за увеличения полей поляризации. На Рис.5.Ь показана зависимость эффективности излучения (EQE) полярных HI-нитридов от длины волны. Из зависимости явно видно предсказанное снижение EQE для длин волн больше 400 нм. Использование альтернативных материалов не позволяет, на сегодняшний день, компенсировать низкую EQE в области жёлто-зелёного спектра. Так на том же рисунке приводится сравнение с EQE III-нитридов с материалом имеющем наибольшую EQE в области длинных волн, с AlInGaP. Сравнение эффективностей излучения III-нитридов и AlInGaP выявляет минимум эффективности в области жёлто-зелёного спектра (InGaN) [4]. В англоязычной литературе эта проблема носит название "green gap problem" [23, 5].

(а)

>

w ^

о о

гл +-*

га

а.

га

OÖ

-а с га СС

0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 ().. Lattice constant (nm)

Corresponding Color

c-plane GaN based

300 400 500 600

Wavelength (nm)

}

AlInGaP

Рис.5. Смещение длины волны излучения твёрдого раствора 1пОаК при увеличении концентрации 1п, а, и зависимость эффективности излучения (ЕС)Е)

Ш-нитридов и АПпСаР от длины волны, Ь.

Таким образом, улучшение характеристик приборов на основе Ш-нитридов зависит от структурных дефектов, что делает актуальным их исследование.

Цель работы

Исследование структурных дефектов в слоях AlGaN на сапфире, полуполярном GaN на профилированном сапфире, и изучение средних параметров решетки квантовых точек InGaN/GaN на синхротронном излучении.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать диффузное рассеяние структурных дефектов в трёхмерном обратном пространстве.

2. Разработать способы определения плотностей одномерных и двумерных дефектов в слоях Ш-нитридов.

3. Определить плотности структурных дефектов в слоях AlGaN на сапфире и в полуполярном GaN на профилированном сапфире.

4. Исследовать параметры решетки квантовых точек InGaN/GaN.

Научная новизна

1. Впервые на двумерных картах обратного пространства многослойных гетероструктур твёрдого раствора AlGaN показано расщепление рефлексов ООО/ высокого порядка индекса I на четыре подрефлекса, которым сопоставлены отдельные слои AlGaN.

2. Для расчёта плотностей линейных дефектов многослойных гетероструктур AlGaN модернизирована стохастическая модель и интерпретированы диффузные рассеяния дефектов в каждом слое.

3. Впервые в трехмерном обратном пространстве записано диффузное рассеяние дефектов упаковки полуполярного GaN на профилированном сапфире.

4. Впервые стохастическим методом по диффузному рассеянию дефектов упаковки рассчитана плотность двумерных дефектов в слоях полуполярного ваК на профилированном сапфире.

5. Впервые зарегистрированы области трехмерного обратного пространства асимметричных рефлексов квантовых точек 1пСа1Ч/СаЫ в геометрии фиксированного угла падения и показано значительное влияние изменения угла падения на диффузное рассеяние рефлекса в обратном пространстве.

Практическая ценность работы

1. Полученный закон снижения плотности дислокаций с увеличением толщины эпитаксиального слоя АЮаИ после 811М-маски позволяет выбрать ее оптимальную толщину для производства оптических структур.

2. Метод определения плотности дефектов упаковки полуполярного СаИ на профилированном сапфире позволяет определять изменения плотности в процессе роста кристаллов.

3. Разработанный метод записи обратного пространства асимметричных рефлексов, позволяет определять средние значения параметров решётки квантовых точек.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Концентрация А1 в эпитаксиальном слое АЮаК после 81]М-маски больше концентрации в слое до 811Ч-маски на 2%, и составляет 18%.

2. Плотность краевых дислокаций в гетероструктуре АЮаИ после 811Ч-маски снижается с 9.8+1.1'Ю10 см"2 до 6.4±0.9'1010 см"2, а уменьшение плотностей дислокаций в верхнем слое АЮаК с увеличением его толщины описывается экспоненциальными законами с показателями п = 0.33+0.02 для винтовых и п = 0.95+0.02 для краевых дислокаций.

3. Средняя плотность дефектов упаковки полуполярного (1011) GaN равна 6.7+0.2*104 см"1 и снижается до 6.4+0.2-104 см"1 при применении 811Ч-маски, а

полуполярпого (1122) GaN равна 4.5+0.3' 104 см"1 и снижается до 0.6+0.4-104 см"1 при применении SiN-маски.

4. Разработан способ записи трёхмерного обратного пространства асимметричных рефлексов двумерным детектором с фиксированным углом падения рентгеновского луча, позволяющий определить средние параметры решетки квантовых точек InGaN/GaN.

Достоверность полученных результатов обеспечивается комплексным подходом к решению поставленных задач, использованием комплементарных методов и методик исследования, большим объемом экспериментальных данных и применением статистических методов для их обработки, анализом литературных данных и согласованием полученных результатов с данными других авторов.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались на международных конференциях: ICMOVPE-XVI г. Бусан, Южная Корея (http://www.icmovpe2012.org/sub01.php), Х-ТОР 2012 г. Санкт-Петербург (приглашённый доклад), iwn 2012 г. Саппоро, Япония (http://iwn2012.jp/), EWMOVPE 2013 Юлих, Германия

(http://www.jara.org/index.php?id=604), ICCGE-17 Варшава, Польша (http ://science24.com/event/iccge 17/).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 4 в соавторстве, 3 работы по результатам работ международных конференций.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, планировании и проведении экспериментов, в анализе результатов экспериментальных исследований, формулировании выводов. Все результаты получены автором лично или совместно с соавторами при его непосредственном участии.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Текст диссертации содержит 109 страниц машинописного текста, включая 73 рисунков, 5 таблиц и список литературы из 68 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Лазарев, Сергей Владимирович

3.7 Выводы к 3 главе

1. Исследование компланарных карт обратного пространства 1пСаМ структур показало наличие рефлекса 1пОаК островов и не выявило сигнала от InGaN квантовых точек.

2. Из позиции рефлекса 1пСаМ островов были вычислены среднии значения концентрации х и релаксации параметров решетки 1гЮаК островов, которые составилих = 80+3% и г- 93+2%.

3. Разработана некомпланарная асимметричная геометрия фиксированного угла падения рентгеновского излучения, позволяющая при малом входном угле зарегистрировать сигнал 1пваК квантовых точек в асимметричных рефлексах.

4. Из сечения компланарной плоскостью трёхмерного рефлекса 1пСа1Ч квантовых точек были вычислены средняя концентрация х и релаксация г параметров 1гЮаМ квантовых точек, которые составили х = 6+1% и г - 90+7%.

Заключение

В результате проведенных исследований:

1. Рентгеновское изучение образцов АЮаИ показало наличие нескольких подрефлексов, соответствующих различным слоям образцов. В дальнейшем этот результат открывает возможность принципиально нового исследования свойств отдельных слоев гетероструктур в процессе их роста.

2. Расширена стохастическая модель расчёта плотностей линейных дефектов для случая многослойноых гетероструктур. Её успешное применение позволило определить плотности линейных дислокаций в многослойном гетероструктурах АЮаТЧ.

3. Предложен способ определения плотностей краевых дислокаций в тонких слоях, основанный на декомпозиции рефлексов от отдельных слоёв.

4. Разработаны методы исследования плотностей дефектов упаковки в полуполярных СаМ на профилированном сапфире.

5. Применена стохастическая модель, разработанная для расчёта плотностей дефектов упаковки в неполярных слоях Оа!Ч, к расчёту дефектов упаковки в полуполярных ваИ на профилированном сапфире.

6. Разработана и успешно апробирована методика определения локального распределения плотности дефектов упаковки в полуполярных структурах Оа1Ч на профилированном сапфире.

7. Разработана некомпланарная геометрия фиксированного угла падения, позволяющая при малом угле падения луча регистрировать сигнал квантовых точек 1пСаК и других нанообъектов в асимметричном рефлексе, что позволяет вычислить среднии значения концентрации 1п х и релаксации параметров решётки гнанообъектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Лазарев, Сергей Владимирович, 2013 год

Список литературы

1. Davis R.F, Einfeldt S, Preble E.A, Roskowski A.M, Reitmeier Z.J. and Miraglia P.Q. Gallium nitride and related materials: challenges in materials processing / R.F Davis II Acta Materialia. — 2003. —№ 51(19). — pp. 5961-5979.

2. Jain S.C., Willander M., Narayan J. and Van Overstraeten R. Ill nitrides: growth, characterization, and properties / S. C. Jain // Journal of Applied Physics. — 2000. — № 87(3). _ pp. 965-1006.

3. Morko H. Nitride Semiconductors and Devices / H. Morko // Springer. — 1999. — № 10. —p. 15.

4. Krames M.R., Shchekin O.B., Mueller-Mach R., Mueller G.O., Ling Zhou, Harbers G. and Craford M.G. Status and future of high-power lightemitting diodes for solid-state lighting / M.R. Krames // Journal of Display Technology. — 2007. — № 3(2). —pp. 160-175.

5. Speck J. S. and Chichibu S. F. Nonpolar and semipolar group III nitridebased materials / J. S. Speck // MRS Bulletin. — 2009. — № 34(05). — pp. 304-312.

6. Morko H. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices, GaN-based Optical and Electronic Devices / H. Morko // Springer. — 2008. — № 3. — p. 46.

7. Hemmingsson C., Paskov P.P., Pozina G., Heuken M., Schineller B. and Monemar B. Hydride vapour phase epitaxy growth and characterization of thick GaN using a vertical HVPE reactor / C. Hemmingsson // Journal of Crystal Growth. — 2007. — № 300(1). —pp. 32_36.

8. Moram M. A. and Vickers M. E. X-ray difraction of Ill-nitrides / M. A. Moram // Reports on Progress in Physics. — 2009. — № 72(3). — pp.036502.

9. Даценко Л.И., Кладько В.П., Маннинен С., Молодкин В.Б. Рентгенодифракционная диагностика дефектной структуры и композиционного состава бинарных кристаллов / Даценко Л.И. // Металлофизика и новейшие технологии. — 2002. — 24, №5. — с.597-615.

10. Кладько В.П., Чорненький С.В., Наумов А.В., Комаров А.В., ТАсапо М., Свешников Ю.Н., Витусевич С.В., Беляев А.Е. Структурные дефекты на гетерограницах и фотолюминесцентные свойства эпитаксиальных слоев GaN и AlGaN/GaN, выращенных на сапфире / В.П. Кладько // Физика и техника полупроводников. — 2006. — № 40(9). — pp. 1087-1093.

11 Вотинов С.Н., Максимкин О.П. К вопросу о роли энергии дефекта упаковки в изменении структуры и свойств металлов и сплавов в результате радиационного и термического воздействия / С.Н.Вотинов // Вопросы атомной науки и техники. — 2002. — № з. _ рр. 23-30.

12. Stamp С. and С. Van de Walle. Energetics and electronic structure of stacking faults in A1N, GaN, and InN / C. Stamp // Physical Review B. — 1998. — № 57(24). — pp. R15052-R15055.

13. Moram M. A., Johnston C. F., Hollander J. L., Kappers M. J. and Humphreys C. J. Understanding x-ray difraction of nonpolar gallium nitride flms / M. A. Moram // Journal of Applied Physics. — 2009. — № 105(11). — pp.113501-113501.

14. Moram M.A., Johnston C.F., Kappers M.J. and Humphreys C.J. Investigating stacking faults in nonpolar gallium nitride flms using x-ray difraction / M. A. Moram // Physica B: Condensed Matter. — 2009. — № 404(16). — pp.2189-2191.

15. Barchuk M., Holy V., Kriegner D., Stangl J., Schwaiger S. and Scholz F. Diffuse x-ray scattering from stacking faults in a-plane GaN epitaxial layers / M. Barchuk // Phys. Rev. B. — 2011. — № 84. — pp. 094113.

16. Sugahara Т., Hao M., T. Wang, D. Nakagawa, Y. Naoi, K. Nishino, and Sakai S. Role of dislocation in InGaN phase separation / T. Sugahara // Japanese Journal of Applied Physics. — 1998. — № 37(Part 2). — pp.Ll 195-L1198.

17. Sugahara Т., Sato H., Hao M., Naoi Y„ Kurai S., Tottori S., Yamashita K., Nishino K., Romano L.T. and Sakai S. Direct evidence that dislocations are non-radiative recombination centers in GaN / T. Sugahara // Japanese Journal of Applied Physics. — 1998. — № 37(Part 2). — pp.L398-L400.

18. В.Б. Молодкин, М.В. Ковальчук, В.Ф. Мачулин, Э.Х. Мухамеджанов, С.В. Лизунова, С.И. Олиховский, Е.Г. Лень, Б.В. Шелудченко, С.В. Дмитриев, Е.С. Скакунова, В.В. Молодкин, В.В. Лизунов, В.П. Кладько, Е.В. Первак. Физические основы многопараметрической кристаллографии: диагностика дефектов нескольких типов в монокристаллических материалах и изделиях нанотехнологий / В.Б. Молодкин // Успехи физики металлов. — 2011. — Т. 12. — с.295-366.

19. Bonfiglio A., Lomascolo М., Traetta G., Cingolani R., Di Carlo A., Deila Sala F., Lugli P., Botchkarev A. and Morkoc H. Well-width dependence of the ground level emission of GaN/AlGaN quantum wells / A. Bonfiglio // Journal of Applied Physics. — 2000. — № 87(5). pp. 2289-2292.

20. Bernardini F., Fiorentini V. and Vanderbilt D. Spontaneous polarization and piezoelectric constants of III-V nitrides / F. Bernardini // Physical Review B. — 1997. — № 56(16). — pp.R10024-Rl0027.

21. Bernardini F. and Fiorentini V. Macroscopic polarization and band ofsets at nitride heterojunctions / F. Bernardini // Physical Review B. — 1998. — № 57(16). — pp. R9427-R9430.

22. F. Bernardini and V. Fiorentini. Nonlinear macroscopic polarization in ITT-V nitride alloys / F. Bernardini // Physical Review B. — 2001. — № 64(8). — pp. 085207.

23. Scholz F. Semipolar GaN grown on foreign substrates: a review / F. Scholz // Semi-conductor Science and Technology. — 2012. — № 27(2). — pp. 024002.

24. Walker D., Zhang X., Kung P., Saxler A., Javadpour S., Xu J. and Razeghi M. AlGaN ultraviolet photoconductors grown on sapphire / D. Walker // Applied Physics Letters. — 1996. — № 68 (15). — pp. 2100-2101.

25. Satoru Т., Misaichi T. and Yoshinobu A. Anti Surfactant in III Nitride Epitaxy Quantum Dot Formation and Dislocation Termination / T. Satoru // Japanese Journal of Applied Physics. — 2000. — № 3 (8B). — pp. L831-L834.

26. K. Engl, Beer M., Gmeinwieser N., Schwarz U. Т., Zweck J., Wegscheider W., Miller S., Miler A., Lugauer H. J. and Bruderl G. Infuence of an in situ-deposited SiNx

intermediate layer inside GaN and AlGaN layers on SiC substrates / K. Engl // Journal of crystal growth. — 2006. — № 289 (1). — pp. 6-13.

27. Forghani K., Gharavipour M., Klein M., Scholz F., Klein O., Kaiser U., Feneberg M., Neuschl B. and Thonke K. In-situ deposited SiNx nanomask for crystal quality improvement in AlGaN / K. Forghani // Physica Status Solicli (c). — 2011. — № 8(7-8).

— pp. 2063-2065.

28. Forghani K., Klein M., Lipski F., Schwaiger S., Hertkorn J., Leute R.A.R., Scholz F., Feneberg M., Neuschl В., Thonke K., Klein O., Kaiser U., Gutt R. and Passow T. High quality AlGaN epilayers grown on sapphire using SiNx interlayers / K. Forghani // Journal of Crystal Growth. — 2011. — № 315(1). — pp. 216-219.

29. Klein O., Biskupek J., Forghani K., Scholz F. and Kaiser U. ТЕМ investigations on growth interrupted samples for the correlation of the dislocation propagation and growth mode variations in AlGaN deposited on SiNx interlayers / K. Forghani // Journal of Crystal Growth. — 2011. — № 324 (1). — pp. 63-72.

30. Пинскер З.Г. Рентгеновская кристаллооптика / Пинскер З.Г. // — М.: Наука.

— 1982, —392с.

31. Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей / Иверонова В.И. // — М: Изд-во МГУ. — 1979. — 270 с.

32. Мачулин В.Ф., Хрупа В.И. Рентгеновская диагностика структурного совершенства слабо искаженных кристаллов / Мачулин В.Ф. // Киев: Наукова думка. — 1995. — 191 с.

33. Даценко Л.И., Молодкин В.Б., Осиновский М.Е. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами / Даценко Л.И. // Киев: Наукова думка. — 1988. — 198с.

34. Молодкин В.Б. Динамическая теория диффузного рассеяния в кристаллах с хаотически распределенными дефектами / Молодкин В.Б. // Металлофизика. — 1981. —3,№4. —с.27-38.

35. Bergamaschi A., Cervellino A., Dinapoli R., Gozzo F., Henrich В., Johnson I., Kraft P., Mozzanica A., Schmitt В., and Shi X. The MYTHEN detector for x-ray powder difraction experiments at the swiss light source / A. Bergamaschi // Journal of Synchrotron Radiation. — 2010. — № 17(5). — pp. 653-668.

36. Robinson I. K. Crystal truncation rods and surface roughness / Т. K. Robinson // Physical Review B. — 1986. — № 33(6). — pp. 3830-3836.

37. Gay P., Hirsch P.B. and Kelly A. The estimation of dislocation densities in metals from x-ray data / P. Gay // Acta Metallurgica. — 1953. — № 1(3). — pp. 315319.

38. Holy V., Kubena J., Abramof E., Lischka K., Pesek A. and Koppensteiner E. X-ray double and triple crystal difractometry of mosaic structure in heteroepitaxial layers / V. Holy // Journal of Applied Physics. — 1993. — № 74(3). — pp. 1736-1743.

39. Lazarev S., Bauer S., Forghani K., Barchuk M., Scholz F., and Baumbach T. High resolution synchrotron x-ray studies of phase separation phenomena and the scaling law for the threading dislocation densities reduction in high quality AlGaN heterostructure / S. Lazarev // Journal of Ctystal Growth. — 2013. — № 370. — pp. 51-56.

40. Schuster M., Gervais P.O., Jobst В., Hasler W., Averbeck R., Riechert H., Iberl A. and Stammer R. Determination of the chemical composition of distorted InGaN/GaN heterostructures from x-ray difraction data / M. Schuster // Journal of Physics D: Applied Physics. — 1999. — № 32(1 OA). — pp. A56-A60.

41 Молодкин В.Б., Даценко Л.И., Хрупа В.И., Осиновский М.Е., Кисловский Е.Н., Кладько В.П., Осадчая Н.В. К вопросу о рентгенодифрактометрических исследованиях хаотически распределенных дислокаций в монокристаллах / Молодкин В.Б. // Металлофизика. — 1983. — 5,№6. — с.7-15.

42. Srikant V., Speck J. S. and Clarke D. R. Mosaic structure in epitaxial thin films having large lattice mismatch / V. Srikant // Journal of Applied Physics. — 1997. — № 82(9). —pp. 4286-4295.

43. Lee S. R., West A. M., Allerman A. A., Waldrip К. E., Follstaedt D. M., Provencio P. P., Koleske D. D. and Abernathy C.R. Efect of threading dislocations on the bragg peakwidths of GaN, AlGaN, and A1N heterolayers / S. R. Lee // Applied Physics Letters. — 2005. — № 86(24). — pp. 241904-1-3.

44. Williamson G.K. and Hall W.H. X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram heterolayers / G.K Williamson // Acta Metallurgica. — 1953. — № 1(1). — pp. 22-31.

45. Chierchia R., Boettcher Т., Figge S., Diesselberg M., Heinke H. and Hommel D. Mosaicity of GaN epitaxial layers: Simulation and experiment / R. Chierchia // Physica Status Solidi (b). — 2001. — № 228(2). — pp. 403-406.

46. Dunn C.G. and Kogh E.F. Comparison of dislocation densities of primary and secondary recrystallization grains of si-fe / C.G Dunn // Acta Metallurgica. — 1957. — №5(10). —pp. 548-554.

47. Barchuk M., Holy V., Miljevic В., Krause В., Baumbach Т., Hertkorn J. and Scholz F. X-ray diffuse scattering from threading dislocations in epitaxial GaN layers / M. Barchuk // J. Appl. Phys. — 2010. — № 108. — pp. 043521-043528.

48. Shaibani S.J. and Hazzledine P.M. The displacement and stress fields of a general dislocation close to a free surface of an isotropic solid layers / S.J. Shaibani // Philosophical Magazine A. — 1981. — № 44(3). — pp. 657-665.

49. Lazarev S., Barchuk M., Bauer S., Forghani K., Holy V., Scholz F., and Baumbach T. Study of threading dislocation density reduction in AlGaN epilayers by Monte Carlo simulation of high-resolution reciprocal-space maps of a two-layer system / S. Lazarev // Journal of Applied Ciystallography. — 2013. — № 46, part 1. — pp. 120-127.

50. Holy V., Baumbach Т., Lubbert D„ Helfen L., Ellyan M., Mikulik P., Keller S., DenBaars S.P. and Speck J. Difuse x-ray scattering from statistically inhomogeneous distributions of threading dislocations beyond the ergodic hypothesis layers / V. Holy // Physical Review B. — 2008. — № 77(9). — pp. 094102.

51. Kaganer V.M., Brandt O., Trampert A. and Ploog K. H. X-ray difraction peak profiles from threading dislocations in GaN epitaxial films / V.M. Kaganer // Physical Review B. — 2005. — № 72(4). — pp. 045423.

52. Dosch H., Batterman B. W. and Wack D. C. Depth-controlled grazingincidence difraction of synchrotron x radiation"/ H. Dosch // Physical Review Letters. — 1986. — №56(11). —pp. 1144-1147.

53. Romanov A.E., Pompe W., Mathis S., Beltz G. E. and Speck J.S. Threading dislocation reduction in strained layers / A. E. Romanov // Journal of Applied Physics.

— 1999. — № 85(1). — pp. 182-192.

54. Ayers J.E. The measurement of threading dislocation densities in semiconductor crystals by x-ray diffraction / J.E. Ayers // Journal of Crystal Growth. — 1994. — № 135(1-2). —pp. 71-77.

55. Schwarz U.T. and Kneissl M. Nitride emitters go nonpolar / U.T. Schwarz // Physica status solidi (RRL) Rapid Research Letters. — 2007. — № 1(3). — pp. A44-A46.

56. Craven M. D., Lim S. H., Wu F., Speck J. S. and DenBaars S. P. Structural characterization of nonpolar (110) a-plane GaN thin films grown on (102) r-plane sapphire / Craven M. D. // Applied Physics Letters. — 2002. — № 81(3). — pp. 469471.

57. Hertkorn J., Brackner P., Thapa S.B., Wunderer T., Scholz F., Feneberg M., Thonke K., Sauer R., Beer M. and Zweck J. Optimization of nucleation and bufer layer growth for improved GaN quality / J. Hertkorn // Journal of Crystal Growth. — 2007.

— №308(1). —pp. 30-36.

58. Hertkorn J., Lipski F., Bruuml, P. ckner, Wunderer T., Thapa S. B., Scholz F., Chuvilin A., Kaiser U., Beer M. and Zweck J. Process optimization for the elective reduction of threading dislocations in MOVPE grown GaN using in situ deposited formula not shown masks / J. Hertkorn // Journal of Crystal Growth. — 2008. — № 310(23). —pp. 4867-4870.

59. McLaurin M.B., Hirai A., Young E., Wu F. and Speck J.S. Basal plane stacking-fault related anisotropy in x-ray rocking curve widths of m-plane GaN / M.B. McLaurin // Japanese Journal of Applied Physics. — 2008. — № 47(7). — pp. 5429- 5431.

60. Paduano Q.S., Weyburne D.W. and Drehman A.J. An x-ray difraction technique for analyzing basal-plane stacking faults in GaN / Q.S. Paduano // Physica Status Solidi (a). — 2010. — № 207(11). — pp. 2446-2455.

61. Hall M. M. Jnr, Veeraraghavan V. G., Rubin H. and Winchell P.G. The approximation of symmetric x-ray peaks by Pearson type VII distributions GaN / M. M. Hall Jnr // Journal of Applied Crystallography. — 1977. — № 10(1). — pp. 66-68.

62. Nazmov V., Reznikova E., Boerner M., Mohr J., Saile V., Snigirev A., Snigireva I., DiMichiel M., Drakopoulos M., Simon R. and Grigoriev M. Refractive lenses fabricated by deep SR lithography and LIGA technology for xray energies from 1 keV to 1 MeV GaN / V. Nazmov // AIP Conference Proceedings. — 2004. — № 705(1). — pp. 752-755.

63. Nazmov V., Reznikova E., Last A., Mohr J., Saile V., Simon R. and DiMichiel M. X-ray lenses fabricated by liga technology / V. Nazmov // AIP Conference Proceedings. — 2007. — № 879(1). — pp. 770-773.

64. A.A. Snigirev, Snigireva I., Drakopoulos M., Nazmov V., Reznikova E., Kuznetsov S., Grigoriev M., Mohr J. and Saile V. Focusing properties of x-ray polymer refractive lenses from SU-8 resist layer / A.A. Snigirev // AIP Conference Proceedings. — 2003. — № 879( 1). — pp. 21 -31.

65. Kraft P., Bergamaschi A., Broennimann Ch., Dinapoli R., Eikenberry E.F., Henrich B., Johnson I., Mozzanica A., Schleputz C.M., Willmott P.R. and Schmitt B. Performance of single-photon-counting PILATUS detector modules / P. Kraft // Journal of Synchrotron Radiation. — 2009. — № 16(3). — pp. 368-375.

66. Marchai J., Luethi B., Ursachi C., Mykhaylyk V. and Wagner A. Low-energy x-ray detection with an in-vacuum PILATUS detector / J. Marchal // Journal of Instrumentation. — 2011. — № 6(11). — pp. CI 1033.

109) /

KJ

67. Yamaguchi T., Sebald K., Lohmeyer H., Gangopadhyay S., Falta J., Gutowski J., Figge S. and Hommel D. A novel approach for the growth of InGaN quantum dots / T. Yamaguchi // Physica Status Solidi (c). — 2006. — № 3(11). — pp. 3955-3958.

68. Moller M.O., Gerhard T., Ress H. R. and Landwehr G. New methods for depth profiling of heterostructures by x-ray diffraction / M.O. Moller // Nuovo Cimento D. — 1997. — № 19(2-4). — pp. 321-328.