Si(111) 위에 플라즈마 보조 분자 빔 증착으로 성장한 균열 없는 ScxAl1−xN(0001) 층

우리는 플라즈마 보조 분자 빔 증착을 통해 AlN으로 버퍼링된 Si(111) 위에 0 ≤ x ≤ 0.35를 갖는 340-nm 두께의 ScxAl1−xN 층의 합성을 investigated 합니다. 우리는 단일 도메인 N-극 (0001̄) 방향의 층을 발생시키는 조건 하에 AlN 핵 형성 층을 사용하며, 이는 반사 고에너지 전자 회절에서 관찰된 (3 × 3) 패턴으로 입증되고 KOH 에칭으로 확인됩니다. 순수한 우르츠ite ScxAl1−xN 층(x ≤ 0.1)의 후속 성장은 740 °C 이하의 온도에서 가능하다. 그러나 740 °C에서 성장한 x ≥ 0.2인 층은 ScxAl1−xN과 Si 간의 높은 열 불일치로 인해 균열이 발생합니다. 성장 온도를 500 °C로 낮추는 것은 균열을 예방할 뿐만 아니라 층의 결정성을 향상시킵니다. 500 °C에서 성장한 Sc0.3Al0.7N 층에서는 금속간 화합물 AlSc와 Al3Sc 포함물로 인한 추가 X선 반사가 관찰됩니다. 이 화합물의 형성은 온도를 300 °C로 더 낮추어 억제할 수 있습니다.