Введение
Глава 1. Свойства нитридов элементов III группы 16
1.1 Кристаллическая структура нитридов элементов III группы 16
1.2 Подложки для эпитаксиального роста III-N соединений 20
1.3 Дислокации в эпитаксиальных слоях III-N соединений 23
1.4 Легирование нитрида галлия 25
1.5 Газофазная эпитаксия из металлорганических соединений 26
1.5 Зародышевые слои при росте на сапфировых подложках 29
1.6 Селективная эпитаксия III-N соединений 32
1.7 Эпитаксиальный рост GaN в неполярных и полуполярных направлениях 33
1.8 Нитевидные нанокристаллы на основе нитрида галлия 34
Глава 2. Методика ростовых экспериментов и исследования слоев и структур на основе нитридов элементов III группы 37
2.1 Описание технологической установки EPIQUIP 37
2.2 Источники металлорганических соединений 42
2.3 Реактор и система нагрева 44
2.4 Система рефлектометрии 46
2.5 Подложки 49
2.6 Методика исследования эпитаксиальных структур 51
Глава 3 Исследование особенностей процесса селективной эпитаксии в условиях МОГФЭ 53
3.1 Исследование процесса селективной эпитаксии нитрида галлия в окнах круглой формы 54
3.1.1 Влияние потока аммиака на характер роста кристаллитов 54
3.1.2 Конкуренция отдельных кристаллитов 57
3.2 Влияние отношения NH3:H2 на процесс селективной эпитаксии в полосковых окнах 59
3.3 Влияние давления в реакторе на огранку полосков при селективной эпитаксии 62
3.4 Влияние добавления азота на огранку полосков при селективной эпитаксии 63
3.5 Влияние потока ТМГ на огранку полосков в процессе селективного выращивания 69
3.6 Развитие огранки полосков в процессе селективного выращивания 69
3.7 Исследование процесса диффузии атомов галлия в условиях селективной эпитаксии 72
3.8 Исследование процесса селективной эпитаксии на a-GaN 82
3.9 Двойной перекрестный ELOG процесс 87
3.10 Исследование легирования и полосковые светодиоды 91
3.11 Выводы 97
Глава 4 Синтез нитевидных микро- и наноструктур на подложках сапфира и кремния методом МОГФЭ 99
4.1 Синтез ННК по механизму пар-жидкость-кристалл 100
4.1.1 Формирование капель золота на подложке кремния ориентации (111) 100
4.1.2 Синтез ННК с преобладающей вертикальной компонентой скорости роста с использованием режима с альтернативной подачей прекурсоров 103
4.1.3 Синтез ННК с использованием индия в качестве катализатора...108
4.1.4 Осаждение GaN в планарном режиме на вершины ННК 114
4.1.5. Необходимые условия для синтеза ННК с использованием золота в
качестве катализатора 116
4.2.1 Бескаталитический синтез ННК, стимулированный пленкой титана...116
4.2.2 Оценки для скорости роста ННК 120
4.2.3 Исследование ННК, синтезированных с использованием пленок титана 123
4.2.5 Синтез гетероструктур с квантовыми ямами InGaN/GaN на боковых гранях ННК 125
4.3 Выводы 129
Глава 5. Исследование возможности использования буферных слоев карбида кремния на кремниевых подложках для роста светодиодных структур на основе III-N соединений 131
5.1 Выбор оптимального зародышевого и буферного слоев при росте на кремниевых подложках с буферным слоем карбида кремния 132
5.2 Исследование подложек SiC/Si 137
5.3 Оптимизация эпитаксиальной структуры. 141
5.4 Синтез светодиодных структур на подложках SiC/Si 147
5.5 Выводы 150
Заключение 152
Список цитируемой литературы
