Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) in scanning transmission electron microscopy and atom probe tomography are used to characterize N-polar InGaN/GaN quantum wells at the nanometer scale. Both techniques first evidence the incorporation of indium in the initial stage of the barrier layer growth and its suppression by the introduction of H2 during the growth of the barrier layer. Accumulation of indium at step edges on the vicinal N-polar surface is also observed by both techniques with an accurate quantification obtained by atom probe tomography (APT) and its 3D reconstruction ability. The use of EDX allows for a very accurate interpretation of the APT results complementing the limitations of both techniques.

1.
M.
Stutzmann
,
O.
Ambacher
,
M.
Eickhoff
,
U.
Karrer
,
A. L.
Pimenta
,
R.
Neuberger
,
J.
Schalwig
,
R.
Dimitrov
,
P. J.
Schuck
, and
R. D.
Grober
,
Phys. Status Solidi B
228
,
505
512
(
2001
).
2.
F.
Bernardini
,
V.
Fiorentini
, and
D.
Vanderbilt
,
Phys. Rev. B
56
(
16
),
R10024
R10027
(
1997
).
3.
M. H.
Wong
,
Semicond. Sci. Technol.
28
,
074009
(
2013
).
4.
S.
Wienecke
, in
74th Annual Device Research Conference
(
2016
).
5.
Z. Q.
Li
,
M.
Lestradet
,
Y. G.
Xiao
, and
S.
Li
,
Phys. Status Solidi A
208
(
4
),
928
931
(
2011
).
6.
M. J.
Grundmann
and
U. K.
Mishra
,
Phys. Status Solidi C
4
(
7
),
2830
2833
(
2007
).
7.
S. H.
Yen
,
Y. K.
Kuo
,
M. L.
Tsai
, and
T. C.
Hsu
,
Appl. Phys. Lett.
91
(
20
),
201118
(
2007
).
8.
S.
Dasgupta
,
Nidhi
,
D. F.
Brown
,
F.
Wu
,
S.
Keller
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
14
),
143504
(
2010
).
9.
S.
Krishnamoorthy
,
D. N.
Nath
,
F.
Akyol
,
P. S.
Park
,
M.
Esposto
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
20
),
203502
(
2010
).
10.
W.
Li
,
S.
Sharmin
,
H.
Ilatikhameneh
,
R.
Rahman
,
Y.
Lu
,
J.
Wang
,
X.
Yan
,
A.
Seabaugh
,
G.
Klimeck
,
D.
Jena
, and
P.
Fay
,
IEEE J. Explor. Solid-State Comput. Devices Circuits
1
,
28
34
(
2015
).
11.
S.
Krishnamoorthy
,
F.
Akyol
,
P. S.
Park
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
102
(
11
),
113503
(
2013
).
12.
X.
Yan
,
W.
Li
,
S. M.
Islam
,
K.
Pourang
,
H.
Xing
,
P.
Fay
, and
D.
Jena
,
Appl. Phys. Lett.
107
(
16
),
163504
(
2015
).
13.
S.
Keller
,
N. A.
Fichtenbaum
,
M.
Furukawa
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
90
(
19
),
191908
(
2007
).
14.
S.
Keller
,
N. A.
Fichtenbaum
,
F.
Wu
,
D.
Brown
,
A.
Rosales
,
S. P.
DenBaars
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
J. Appl. Phys.
102
(
8
),
083546
(
2007
).
15.
A. R. A.
Zauner
,
E.
Aret
,
W. J. P.
van Enckevort
,
J. L.
Weyher
,
S.
Porowski
, and
J. J.
Schermer
,
J. Cryst. Growth
240
(
1
),
14
21
(
2002
).
16.
S.
Keller
,
C. S.
Suh
,
N. A.
Fichtenbaum
,
M.
Furukawa
,
R.
Chu
,
Z.
Chen
,
K.
Vijayraghavan
,
S.
Rajan
,
S. P.
DenBaars
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
J. Appl. Phys.
104
(
9
),
093510
(
2008
).
17.
E. L.
Piner
,
M. K.
Behbehani
,
N. A.
El-Masry
,
F. G.
McIntosh
,
J. C.
Roberts
,
K. S.
Boutros
, and
S. M.
Bedair
,
Appl. Phys. Lett.
70
(
4
),
461
(
1997
).
18.
S.
Keller
,
H.
Li
,
M.
Laurent
,
Y.
Hu
,
N.
Pfaff
,
J.
Lu
,
D. F.
Brown
,
N. A.
Fichtenbaum
,
J. S.
Speck
,
S. P.
Denbaars
, and
U. K.
Mishra
,
Semicond. Sci. Technol.
29
,
113001
(
2014
).
19.
D.
Watson-Parris
,
M. J.
Godfrey
,
P.
Dawson
,
R. A.
Oliver
,
M. J.
Galtrey
,
M. J.
Kappers
, and
C. J.
Humphreys
,
Phys. Rev. B
83
(
11
),
115321
(
2011
).
20.
Y.-R.
Wu
,
R.
Shivaraman
,
K.-C.
Wang
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
101
(
8
),
083505
(
2012
).
21.
S. F.
Chichibu
,
A.
Uedono
,
T.
Onuma
,
B. A.
Haskell
,
A.
Chakraborty
,
T.
Koyama
,
P. T.
Fini
,
S.
Keller
,
S. P.
DenBaars
,
J. S.
Speck
,
U. K.
Mishra
,
S.
Nakamura
,
S.
Yamaguchi
,
S.
Kamiyama
,
H.
Amano
,
I.
Akasaki
,
J.
Han
, and
T.
Sota
,
Nat. Mater.
5
(
10
),
810
816
(
2006
).
22.
M. A.
Laurent
,
G.
Gupta
,
D. J.
Suntrup
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
J. Appl. Phys.
119
(
6
),
064501
(
2016
).
23.
S.
Keller
,
N.
Pfaff
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
101
(
18
),
182103
(
2012
).
24.
D. N.
Nath
,
P. S.
Park
,
M.
Esposto
,
D.
Brown
,
S.
Keller
,
U. K.
Mishra
, and
S.
Rajan
,
J. Appl. Phys.
111
(
4
),
043715
(
2012
).
25.
R.
Nötzel
,
N. N.
Ledentsov
,
L.
Däweritz
,
K.
Ploog
, and
M.
Hohenstein
,
Phys. Rev. B
45
(
7
),
3507
3515
(
1992
).
26.
M.
Higashiwaki
,
M.
Yamamoto
,
T.
Higuchi
,
S.
Shimomura
,
A.
Adachi
,
Y.
Okamoto
,
N.
Sano
, and
S.
Hiyamizu
,
Jpn. J. Appl. Phys.
35
(
Part 2, No. 5B
),
L606
L608
(
1996
).
27.
Z. M.
Wang
,
V. P.
Kunets
,
Y. Z.
Xie
,
M.
Schmidbauer
,
V. G.
Dorogan
,
Y. I.
Mazur
, and
G. J.
Salamo
,
Phys. Lett. A
375
,
170
173
(
2010
).
28.
Y. L.
Hu
,
R. M.
Farrell
,
C. J.
Neufeld
,
M.
Iza
,
S. C.
Cruz
,
N.
Pfaff
,
D.
Simeonov
,
S.
Keller
,
S.
Nakamura
,
S. P.
DenBaars
,
U. K.
Mishra
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
100
(
16
),
161101
(
2012
).
29.
T.
Mehrtens
,
M.
Schowalter
,
D.
Tytko
,
P.
Choi
,
D.
Raabe
,
L.
Hoffmann
,
H.
Jönen
,
U.
Rossow
,
A.
Hangleiter
, and
A.
Rosenauer
,
Appl. Phys. Lett.
102
(
13
),
132112
(
2013
).
30.
X.
Ren
,
J. R.
Riley
,
D. D.
Koleske
, and
L. J.
Lauhon
,
Appl. Phys. Lett.
107
(
2
),
022107
(
2015
).
31.
D. A.
Browne
,
B.
Mazumder
,
Y.-R.
Wu
, and
J. S.
Speck
,
J. Appl. Phys.
117
(
18
),
185703
(
2015
).
32.
F.
Tang
,
T.
Zhu
,
F.
Oehler
,
W. Y.
Fu
,
J. T.
Griffiths
,
F. C.-P.
Massabuau
,
M. J.
Kappers
,
T. L.
Martin
,
P. A. J.
Bagot
,
M. P.
Moody
, and
R. A.
Oliver
,
Appl. Phys. Lett.
106
(
7
),
072104
(
2015
).
33.
J. T.
Griffiths
,
F.
Oehler
,
F.
Tang
,
S.
Zhang
,
W. Y.
Fu
,
T.
Zhu
,
Findlay
,
S. D.
,
C.
Zheng
,
J.
Etheridge
,
T. L.
Martin
,
P. A. J.
Bagot
,
M. P.
Moody
,
D.
Sutherland
,
P.
Dawson
,
M. J.
Kappers
,
C. J.
Humphreys
, and
R. A.
Oliver
,
J. Appl. Phys.
119
(
17
),
175703
(
2016
).
34.
L.
Mancini
,
N.
Amirifar
,
D.
Shinde
,
I.
Blum
,
M.
Gilbert
,
A.
Vella
,
F.
Vurpillot
,
W.
Lefebvre
,
R.
Lardé
,
E.
Talbot
,
P.
Pareige
,
X.
Portier
,
A.
Ziani
,
C.
Davesnne
,
C.
Durand
,
J.
Eymery
,
R.
Butté
,
J. F.
Carlin
,
N.
Grandjean
, and
L.
Rigutti
,
J. Phys. Chem. C
118
(
41
),
24136
24151
(
2014
).
35.
F.
Tang
,
M. P.
Moody
,
T. L.
Martin
,
P. A. J.
Bagot
,
M. J.
Kappers
, and
R. A.
Oliver
,
Microsc. Microanal.
21
(
3
),
544
556
(
2015
).
36.
L.
Rigutti
,
L.
Mancini
,
D.
Hernández-Maldonado
,
W.
Lefebvre
,
E.
Giraud
,
R.
Butté
,
J. F.
Carlin
,
N.
Grandjean
,
D.
Blavette
, and
F.
Vurpillot
,
J. Appl. Phys.
119
(
10
),
105704
(
2016
).
37.
B.
Bonef
,
M.
Lopez-Haro
,
L.
Amichi
,
M.
Beeler
,
A.
Grenier
,
E.
Robin
,
P. H.
Jouneau
,
N.
Mollard
,
I.
Mouton
,
B.
Haas
,
E.
Monroy
, and
C.
Bougerol
,
Nanoscale Res. Lett.
11
(
1
),
461
(
2016
).
38.
K.
Thompson
,
D.
Lawrence
,
D. J.
Larson
,
J. D.
Olson
,
T. F.
Kelly
, and
B.
Gorman
,
Ultramicroscopy
107
(
2–3
),
131
139
(
2007
).
39.
F.
Vurpillot
,
B.
Gault
,
B. P.
Geiser
, and
D. J.
Larson
, “
Reconstructing atom probe data: A review
,”
Ultramicroscopy
132
,
19
30
(
2013
).
40.
T. M.
Smeeton
,
M. J.
Kappers
,
J. S.
Barnard
,
M. E.
Vickers
, and
C. J.
Humphreys
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
5419
(
2003
).
41.
S. E.
Bennett
,
D. W.
Saxey
,
M. J.
Kappers
,
J. S.
Barnard
,
C. J.
Humphreys
,
G. D. W.
Smith
, and
R. A.
Oliver
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
21906
(
2011
).
42.
G.
Cliff
and
G. W.
Lorimer
,
J. Microsc.
103
(
2
),
203
207
(
1975
).
43.
K. L.
Torres
,
M.
Daniil
,
M. A.
Willard
, and
G. B.
Thompson
,
Ultramicroscopy
111
(
6
),
464
468
(
2011
).
44.
S.
Srinivasan
,
K.
Kaluskar
,
S.
Dumpala
,
S.
Broderick
, and
K.
Rajan
,
Ultramicroscopy
159
,
381
386
(
2015
).
45.
M. P.
Moody
,
L. T.
Stephenson
,
A. V.
Ceguerra
, and
S. P.
Ringer
,
Microsc. Res. Tech.
71
(
7
),
542
550
(
2008
).
46.
J. H.
Edgar
and
INSPEC (Information Service)
,
Properties of group III nitrides
(
INSPEC
,
Institution of Electrical Engineers
,
1994
).
47.
S.
Keller
,
B. P.
Keller
,
D.
Kapolnek
,
A. C.
Abare
,
H.
Masui
,
L. A.
Coldren
,
U. K.
Mishra
, and
S. P.
Den Baars
,
Appl. Phys. Lett.
68
(
22
),
3147
(
1996
).
48.
G.
Franssen
,
T.
Suski
,
M.
Kryśko
,
B.
Łucznik
,
I.
Grzegory
,
S.
Krukowski
,
A.
Khachapuridze
,
R.
Czernecki
,
S.
Grzanka
,
P.
Mensz
,
Leszczyński
,
M.
,
S.
Porowski
, and
M.
Albrecht
,
Phys. Status Solidi C
5
(
6
),
1485
1487
(
2008
).
49.
G. B.
Stringfellow
,
Organometallic Vapor-Phase Epitaxy: Theory and Practice
(
Academic Press
,
1999
).
50.
T.
Yayama
,
Y.
Kangawa
,
K.
Kakimoto
, and
A.
Koukitu
,
Phys. Status Solidi C
7
(
7–8
),
2249
2251
(
2010
).
51.
M. V.
Durnev
,
A. V.
Omelchenko
,
E. V.
Yakovlev
,
I. Y.
Evstratov
, and
S. Y.
Karpov
,
Phys. Status Solidi A
208
(
11
),
2671
2675
(
2011
).
52.
F.
Peiró
,
A.
Cornet
,
J. R.
Morante
,
A.
Georgakilas
,
C.
Wood
, and
A.
Christou
,
Appl. Phys. Lett.
66
(
18
),
2391
(
1995
).
You do not currently have access to this content.