Введение
Глава I Широкозонные III- нитридные (GaN, AlN) слои 13
1.1 Проблемы, возникающие при использовании подложек Si, и различные пути их решения 14
1.2 Возникновение деформации в структуре GaN/Si 16
1.3. Основные методы получения GaN/Si структур 18
1.4 Основные способы получения cracks-free GaN слоев на Si подложке методом MOCVD и MBE 20
1.5 Основые методы получения GaN/AlN/ SiC/Si структур 22
1.6 Приборы на основе III-нитрдых слоев на подложке Si 23
1.6.1 Транзисторы 23
1.6.2 Газовые сенсоры 24
1.6.3 Светодиоды 25
1.6.4 УФ-фотоприёмники 25
1.6.5 Неполярные и полуполярные GaN структуры 25
Выводы по главе I 28
Глава II Хлорид - гидридная эпитаксия слоев GaN, AlN на подложке Si(111) 30
2.1 Описание экспериментальной установки ХГЭ (HVPE) 30
2.1.2 Системы газораспределения, нагрева и регулирования температурного режима 32
2.1.3 Методика проведения экспериментов 33
2.2 Метод эпитаксии SiC/Si структур 35
Выводы по главе II: 37
Глава III Разработка способов эпитаксиального роста структур GaN/AlN/Si(111) 39
3.1 Концепция, базирующаяся на замене в процессе роста атмосферы водорода на атмосферу аргона 39
3.2 Экспериментальная проверка концепции 45
3.3 Структурные и люминесцентные свойства GaN/Si 50
3.4 АСМ исследования структур GaN/Si(111) 53
3.5 Исследование эпитаксиальных слоев GaN, выращенных на 2-х дюймовой подложке Si (111) 54
3.5.1 Технология получения слоев GaN 54
3.5.2 Фотолюминесцентные исследования. 56
3.5.3 Исследование однородности 57
3.5.4 Ренгенодифракционные измерения 59
3.6 Подавление генерации трещин при эпитаксии GaN на Si(111) путем использования AlN/GaN промежуточных слоев 61
3.6.1 Оценка тангенциальных напряжений GaN/Si структур методом Рамановской спектроскопии. 63
3.6.2 Исследование возникновения трещин в GaN/AlN/Si структурах 66
3.7 Эпитаксиальный рост слоев GaN на подложке Si(100) в полуполярном направлении 68
Выводы по главе III 74
Глава IV Хлорид - гидридная эпитаксия нитрида алюминия и галлия на Si: влияние SiC слоя 75
4.1. Эпитаксия AlN на Si: применение промежуточного SiC слоя 75
4.1.1 Подавление процесса образовании трещин AlN/3C-SiC/Si(111) 81
4.1.2 Экспериментальные результаты 83
4.2. Нитрид галлия на Si: применение промежуточного SiC слоя 91
4.2.1 Роль промежутояных слоев -SiC--SiC при эпитаксиальном росте нитрида галлия 98
4.2.2 SiC/Si(111) структура 99
4.2.3 AlN/SiC/Si(111) структура 103
4.2.4 Нитрид галлия на SiC/Si(111) структуре 104
4.3 Рост толстых слоев GaN на темплейте AlN/ Si(111), выращенный методом MOCVD 106
4.4 ХГЭ технология роста -Ga2O3 110
Выводы по главе IV 117
Глава V Электронные и оптоэлектронные приборы на основе слоев AlN и GAN 119
5.1 Матрицы поверхностно-барьерных диодов на основе эпитаксиального нитрида галлия 119
5.2 Исследование пироэффекта в AlN-слоях и изучение возможности его применения для создания высокотемпературных пирометрических сенсоров 124
Выводы по главе V 129
Заключение 130
Список сокращений и условных обозначений 131
Список цитированной литературы 133
