Самоорганизация состава пленок Al$_{x}$Ga$_{1-x}$N, выращенных на гибридных подложках SiC/Si

Методами спектральной эллипсометрии, рамановской спектроскопии и растровой микроскопии с рентгеновским спектрометром обнаружено явление самоорганизованного изменения состава эпитаксиальных слоев твердого раствора Al$_{x}$Ga$_{1-x}$N при их росте методом хлорид-гидридной эпитаксии на гибридных подложках SiC/Si (111). Установлено, что в процессе роста слоев Al$_{x}$Ga$_{1-x}$N с низким, порядка 11–24% содержанием Al, возникают прослойки или домены, состоящие из AlGaN стехиометрического состава. Предложена качественная модель, согласно которой самоорганизация по составу возникает вследствие воздействия на кинетику роста пленки Al$_{x}$Ga$_{1-x}$N двух процессов. Первый процесс связан с конкуренцией двух химических реакций, протекающих с различной скоростью. Одной из этих реакций является реакция образования AlN; вторая – реакция образования GaN. Второй процесс, тесно связанный с первым, – возникновение упругих сжимающих и растягивающих напряжений в процессе роста пленок Al$_{x}$Ga$_{1-x}$N на SiC/Si (111). Оба процесса влияют друг на друга, что приводит к сложной картине апериодического изменения состава по толщине слоя пленки.