Microstructural Observations on Quaternary ZnMgSSe/GaAs Epilayer Grown by MBE

MBE로 성장시킨 4원계 ZnMgSSe/GaAs 에피층의 미세구조 관찰

High resolution transmission electron microscopic observations on quaternary $Zn_{1-x}Mg_{x}S_y$ $S_{1-y}$(x=0.13, y=0.16) on (001) GaAs substrate grown up to $1.2{\mu}m$ with 20nm ZnSe buffer layer at $300^{\circ}C$ by RIBER MBE system which has a single growth chamber were investigated by HRTEM working at 300kV with point resolution of 0.18nm. The ZnSe buffer layer maintains the coherency with the GaAs substrate. The stacking faults had begun at ZnSe buffer/$Zn_{1-x}Mg_{x}S_{y}S_{1-y}$ interface, whose length and spacing became larger than 60nm and wider than 40nm, respectively. The inverse triangular stacking fault was bounded by stacking faults which were formed on {111} planes with different variants. There exists rare stacking faults inside the triangular defect. The epilayer surrounded by the straight stacking faults, which had formed in the same direction, became the columnar structure.

지금까지의 실험결과에서 다음과 같은 요약할 수 있다. 1) 사원계 $Zn_{1-x}Mg_{x}S_y$ $S_{1-y}$(x=0.13, y=0.16) 에피층은 다소 불규칙한 성장을 나타내어 역삼각형의 결함과 길고 직선인 적층결함으로 형성된 수지상 형태가 발견되었다. 2)역삼각형 결함은 {111}면에 형성된 적층결함으로 둘러싸여 있고 내부에는 결함이 없으나 계면과 수직인 방향인 <001>방향으로 콘트라스트 차이를 이루는 밴드가 형성되었다. 3) 기판과 정합을 이루고 있고 결함이 없는 ZnSe 버퍼 층이 관찰되었으며 결함 및 므와레 줄무늬는 버퍼층과 4원계 에피층과의 계면에서 형성된다. 4) 4원계 에피층에 형성된 적층결함은 Mg 원소의 효과로 길이가 60nm 이상 폭이 40nm 이상의 넓은 간격을 이루고 있다. 5) 긴 적층결함으로 둘러쌓인 수지상 구조에는 국부적으로 주기를 이루며 강한 콘트라스트 차이를 나타내는 줄무늬가 관찰되는데, 이는 Mg 및 S의 국부적인 화학적 조성차이에 기인한 탄성 변형 효과로 생각된다.