Microsc. Microanal. Microstruct. 3, 299-312 (1992)
DOI: 10.1051/mmm:0199200304029900

Influence of substrate misorientation on the structural quality of lattice matched GaAs/ScYbAs/GaAs structures

Béatrice Guenais¹, Alain Poudoulec¹, André Guivarc'h¹, Yves Ballini¹, Vincent Durel¹ et Cécile d'Anterroches<sup>2

1</sup>  Centre National d'Etudes des Télécommunications, Route de Trégastel, BP 40, 22301, Lannion, France
²  Centre National d'Etudes des Télécommunications, Chemin du Vieux Chêne, BP 98, 38243 Meylan, France

Abstract
Two GaAs(200 nm)/Sc0.2Yb0.8As(2 nm)/GaAs heterostructures have been grown by molecular beam epitaxy; the first one onto a (001) nominal surface, and the second one onto a (001) vicinal surface (4° off towards (111)Ga, tilt axis [-110]). The structures have been characterized by reflection high energy electron diffraction, Rutherford backscattering analysis and transmission electron microscopy. The Sc0.2Yb0.8As layer is matched to GaAs and grows in a two-dimensional mode, leading to a high crystalline quality. But the GaAs overlayer contains a high density of planar defects, due to its three-dimensional growth. For the two structures, the nature of the faults, their density, and their distribution are compared. The quality of the GaAs overlayer is improved through growth on a vicinal surface. This conclusion is discussed with respect to the particular growth conditions and resulting morphology of the epilayers.

Résumé
Nous avons réalisé la croissance de 2 hétérostructures GaAs (200 nm)/Sc 0,2Yb0,8As (2 nm)/GaAs par épitaxie par jets moléculaires; la première sur une surface nominale (001), et la seconde sur une surface vicinale ((001), 4°vers (111)Ga, charnière [-110]). Les structures ont été caractérisées par diffraction en réflexion d'électrons de haute énergie, rétrodiffusion d'ions et microscopie électronique en transmission. La couche de Sc0,2Yb0,8As est accordée à GaAs; sa croissance bidimensionnelle conduit à une très bonne qualité cristalline. Au contraire, le caractère tridimensionel de la réépitaxie de GaAs génère une grande densité de défauts plans. Pour les deux structures, nous avons comparé la nature des défauts, leur densité et leur répartition. Le choix d'une surface vicinale améliore la qualité de la réépitaxie de GaAs, et cette conclusion est discutée par rapport aux conditions de croissance particulières et à la morphologie des couches épitaxiées.

PACS
6855J - Structure and morphology; thickness; crystalline orientation and texture.
7340V - Semiconductor-metal-semiconductor structures.
6118 - Other methods of structure determination.

Key words
MBE method -- Heterostructures -- Semiconductor metal semiconductor junctions -- Binary compounds -- Gallium arsenides -- III-V semiconductors -- Ternary compounds -- Scandium alloys -- Ytterbium alloys -- Arsenic alloys -- Planar defects -- Surface morphology -- Crystal structure -- Substrate effects -- GaAs -- Sc0,2Yb0,8As -- As Ga -- As Sc Yb


© EDP Sciences 1992