RU2369669C2 - Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride - Google Patents

Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride Download PDF

Info

Publication number
RU2369669C2
RU2369669C2 RU2007130525/15A RU2007130525A RU2369669C2 RU 2369669 C2 RU2369669 C2 RU 2369669C2 RU 2007130525/15 A RU2007130525/15 A RU 2007130525/15A RU 2007130525 A RU2007130525 A RU 2007130525A RU 2369669 C2 RU2369669 C2 RU 2369669C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gallium nitride
growing
silicide
single crystals
growth
Prior art date
Application number
RU2007130525/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007130525A (en
Inventor
Сабир Абенович Айтхожин (RU)
Сабир Абенович Айтхожин
Original Assignee
Сабир Абенович Айтхожин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сабир Абенович Айтхожин filed Critical Сабир Абенович Айтхожин
Priority to RU2007130525/15A priority Critical patent/RU2369669C2/en
Publication of RU2007130525A publication Critical patent/RU2007130525A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369669C2 publication Critical patent/RU2369669C2/en

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention is related to electronic engineering, namely, to technology of materials for creation of information display and processing devices. As material of substrates used for growing of epitaxial layers of gallium nitride, a row of compounds is suggested - single crystals of intermetallides, selected from group that includes silicide of magnesium (MnSi), palladium silicide (Pd2Si), manganese stannate (Mn3Sn), iron stannate (Fe3Sn), vanadium phosphide (VP), aluminium zirconide (Zr3Al) with moderate melt temperatures.
EFFECT: advantages of this class of compounds compared to available ones consist in higher quality of gallium nitride films grown on substrates from mentioned compounds.

Description

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии материалов, предназначенных для создания полупроводниковых устройств отображения и обработки информации. В последнее время резко вырос объем работ по созданию мощных полупроводниковых приборов, работающих на основе широкозонных полупроводников, светодиодов и полупроводниковых лазеров, излучающих в синей и голубой областях спектра, в частности на основе AlN, GaN. Однако для широкого применения этих приборов следует преодолеть ряд проблем, связанных с технологией материалов для их изготовления.The invention relates to electronic equipment, in particular to the technology of materials designed to create semiconductor devices for displaying and processing information. Recently, the scope of work on creating powerful semiconductor devices based on wide-gap semiconductors, LEDs, and semiconductor lasers emitting in the blue and blue spectral regions, in particular, on the basis of AlN, GaN, has sharply increased. However, for the widespread use of these devices, a number of problems associated with the technology of materials for their manufacture should be overcome.

Известно, что высокий порог возбуждения и малый срок службы лазеров на основе AlN, GaN, InN связан с низким кристаллическим совершенством слоев, применяемых для изготовления лазеров на их основе. Невысокое их качество в первую очередь связано с низким кристаллическим совершенством материалов, используемых в качестве подложек для выращивания эпитаксиальных слоев этих материалов [1]. К настоящему времени для этих целей используются диэлектрические или широкозонные полупроводниковые материалы такие, как сапфир Al2O3, алюмомагниевая шпинель MgAl3O3 и карбид кремния SiC, галат и алюминат лития LiGaO2, LiAlO2.It is known that the high excitation threshold and short life of lasers based on AlN, GaN, InN are associated with low crystalline perfection of the layers used for the manufacture of lasers based on them. Their low quality is primarily due to the low crystalline perfection of the materials used as substrates for growing epitaxial layers of these materials [1]. To date, dielectric or wide-gap semiconductor materials such as sapphire Al 2 O 3 , aluminum magnesium spinel MgAl 3 O 3 and silicon carbide SiC, galate and lithium aluminate LiGaO 2 , LiAlO 2 are used for these purposes.

Успешному применению этих материалов для использования их в качестве подложек препятствует наличие общих недостатков, присущих этим материалам. Одна из причин их низкого кристаллического совершенства связана с тем, что все они являются высокотемпературными материалами (температура плавления сапфира - 2030°С, алюмомагниевой шпинели - 2050°С, карбида кремния ~ 2600°С, галата лития - 1600°С, алюмината лития - 1900°С). Как правило, они выращиваются в неравновесных условиях с существенным количеством дефектов в виде блочных структур с малоугловыми границами. Выращиваемый на их поверхности эпитаксиальный слой наследует все эти дефекты. Также важным недостатком этих материалов в качестве монокристаллических подложек является существенное рассогласование их кристаллических решеток с нитридом алюминия. Известно, что несоответствия кристаллических решеток растущего слоя и подложки приводят к возникновению механических напряжений на границе эпитаксиального слоя и подложки с образованием малоугловых границ. Для нитрида галлия на сапфире это несоответствие равно ~14%, на алюмомагниевой шпинели ~9% и наименьшее на карбиде кремния ~3,5%. Галат лития и алюминат лития вообще относятся к орторомбической и тетрагональной сингонии соответственно, и сравнение несовпадения периодов кристаллических решеток в плоскости эпитаксии можно сделать лишь по одной из двух осей, лежащих в плоскости эпитаксии.The successful use of these materials for use as substrates is hindered by the presence of common disadvantages inherent in these materials. One of the reasons for their low crystalline perfection is related to the fact that they are all high-temperature materials (sapphire has a melting point of 2030 ° С, magnesium spinel - 2050 ° С, silicon carbide ~ 2600 ° С, lithium galate - 1600 ° С, lithium aluminate - 1900 ° C). As a rule, they are grown under nonequilibrium conditions with a significant number of defects in the form of block structures with small-angle boundaries. The epitaxial layer grown on their surface inherits all these defects. Another important drawback of these materials as single-crystal substrates is the significant mismatch of their crystal lattices with aluminum nitride. It is known that the mismatch of the crystal lattices of the growing layer and the substrate leads to mechanical stresses at the boundary of the epitaxial layer and the substrate with the formation of small-angle boundaries. For gallium nitride on sapphire, this mismatch is ~ 14%, on magnesium-aluminum spinel ~ 9% and the smallest on silicon carbide ~ 3.5%. Lithium galate and lithium aluminate generally belong to orthorhombic and tetragonal syngony, respectively, and a comparison of the mismatch of the periods of the crystal lattices in the epitaxy plane can be made only on one of two axes lying in the epitaxy plane.

В работе [2] с целью исключения большой плотности дефектов, связанных с высокой температурой выращивания этих монокристаллов и большим несоответствием периодов кристаллических решеток, в качестве материалов для эпитаксиального роста нитрида галлия предложено использовать новый класс материалов: моносилициды металлов IV периода периодической системы и твердые растворы на их основе (электропроводящих). Температуру плавления силицида железа 1410°С следует считать умеренной (для сравнения температура плавления кремния - 1430°С, чистого железа - 1535°С). То, что это соединение состоит из двух компонентов с близкими температурами плавления и упругостью их паров [3], позволило просто решить проблему выращивания стехиометрических, крупных, кристаллографически достаточно совершенных кристаллов силицида железа.In [2], in order to eliminate the high density of defects associated with the high temperature of growth of these single crystals and the large mismatch between the periods of the crystal lattices, it was proposed to use a new class of materials as the materials for epitaxial growth of gallium nitride: monosilicides of metals of the IV period of the periodic system and solid solutions on their basis (conductive). The melting point of iron silicide of 1410 ° C should be considered moderate (for comparison, the melting point of silicon is 1430 ° C, of pure iron is 1535 ° C). The fact that this compound consists of two components with similar melting points and their vapor pressure [3], made it possible to simply solve the problem of growing stoichiometric, large, crystallographically sufficiently perfect crystals of iron silicide.

При выращивании монокристаллов силицида железа в вакууме (р~1·10-4 мм рт.ст.) методом Чохральского обнаружилось, что в процессе их выращивания на поверхности расплава силицида железа в тигле образуются и постепенно скапливаются в зоне кристаллизации нерастворимые пленки и твердые частицы, способствующие полицентрическому росту и превращению монокристалла в поликристалл. Было показано, что расплавленная поверхность FeSi медленно, но постоянно окисляется за счет остаточного кислорода вакуумной камеры и десорбции кислорода из тигля в течение всего процесса роста монокристалла SiFe, т.к. она (расплавленная жидкость) является химически очень реакционно способной. Влияние этого эффекта растет с повышением размеров кристалла и вызванным этим увеличением времени выдержки поверхности расплава в окружающей среде. Из-за достаточно высокой температуры роста силицида железа на поверхности расплава могут образовываться и частицы карбида железа. Самой примитивной формой чистки такой поверхности в процессе выращивания монокристалла являлась периодическая сборка с поверхности расплава образующихся пленки окисла и твердых частиц и удаление их неким аналогом вилки или веничка. Образование окислов на поверхности расплава силицида железа является терпимым при штучном выращивании небольших монокристаллов и фактором весьма нежелательным при массовом производстве больших монокристаллов, понижая их качество и уменьшая процент выхода качественных монокристаллов.When growing single crystals of iron silicide in vacuum (p ~ 1 · 10 -4 mm Hg) by the Czochralski method, it was found that during their growth on the surface of the iron silicide melt, insoluble films and solid particles are formed and gradually accumulate in the crystallization zone, contributing to polycentric growth and transformation of a single crystal into a polycrystal. It was shown that the molten surface of FeSi is slowly but constantly oxidized due to the residual oxygen of the vacuum chamber and the desorption of oxygen from the crucible during the entire growth process of the SiFe single crystal, since it (molten liquid) is chemically very reactive. The effect of this effect increases with increasing crystal size and the resulting increase in the exposure time of the melt surface in the environment. Due to the rather high growth temperature of iron silicide, particles of iron carbide can also form on the surface of the melt. The most primitive form of cleaning such a surface during the growth of a single crystal was the periodic assembly of the formed oxide film and solid particles from the melt surface and their removal with some kind of fork or broom analog. The formation of oxides on the surface of the iron silicide melt is tolerable in the case of single-piece growing of small single crystals and is highly undesirable in the mass production of large single crystals, lowering their quality and decreasing the yield of high-quality single crystals.

Образование карбидов железа за счет взаимодействия расплавленного железа с графитом тигля можно достаточно эффективно подавить, предварительно покрывая поверхность тигля силицидом углерода. Снизить процесс окисления поверхности расплава в процессе роста монокристаллов можно лишь удаляя кислород из атмосферы, окружающей тигель с расплавом, созданием очень высокого вакуума (выше 1·10-9 мм рт.ст.) или восстановительной среды без следов кислорода.The formation of iron carbides due to the interaction of molten iron with crucible graphite can be effectively suppressed by first coating the surface of the crucible with carbon silicide. The process of oxidizing the melt surface during the growth of single crystals can be reduced only by removing oxygen from the atmosphere surrounding the crucible with the melt, creating a very high vacuum (above 1 · 10 -9 mm Hg) or a reducing medium without traces of oxygen.

Первое представляется достаточно дорогим, а во втором есть возможность частичного растворения водорода в расплаве и монокристалле SiFe.The first seems quite expensive, and in the second there is the possibility of partial dissolution of hydrogen in the melt and single crystal SiFe.

Известно, что скорость окисления расплавов, имеющих химически активные компоненты, такие как FeSi, экспоненциально зависит от температуры расплава, и его снижение может явиться самым эффективным способом уменьшения скорости окисления поверхности расплава.It is known that the rate of oxidation of melts having chemically active components, such as FeSi, exponentially depends on the temperature of the melt, and its reduction may be the most effective way to reduce the rate of oxidation of the surface of the melt.

Расплавы твердых растворов на основе силицида железа, описанные в [2], применяемые при приготовлении подложек для эпитаксии GaN, менее склонны к окислению по сравнению с силицидом железа. Серьезным недостатком этих твердых растворов оказалось то, что выращенный монокристалл не однороден по составу: в процессе их выращивания химический состав монокристалла вдоль длины слитка непрерывно меняется. В начале слитка состав монокристалла содержит избыток тугоплавкого компонента, хвостовая часть монокристалла - избыток более легкоплавкого компонента твердого раствора. В настоящее время существуют методы, позволяющие достаточно точно поддерживать химические составы твердых растворов вдоль всего слитка в процессе их выращивания, но они достаточно сложны и заметно усложняют процесс выращивания монокристаллов твердых растворов, особенно при выращивании крупных слитков.Melts of solid solutions based on iron silicide described in [2], used in the preparation of substrates for GaN epitaxy, are less prone to oxidation compared to iron silicide. A serious drawback of these solid solutions was that the grown single crystal is not uniform in composition: during their growth, the chemical composition of the single crystal along the length of the ingot continuously changes. At the beginning of the ingot, the composition of the single crystal contains an excess of the refractory component, the tail of the single crystal contains an excess of the more fusible component of the solid solution. Currently, there are methods that make it possible to fairly accurately maintain the chemical compositions of solid solutions along the entire ingot during their growing, but they are quite complex and significantly complicate the process of growing single crystals of solid solutions, especially when growing large ingots.

Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является упрощение и улучшение технологии выращивания монокристаллов, приводящие к повышению качества и монокристаллов, используемых для эпитаксии, и к улучшению свойств эпитаксиальных пленок нитрида галлия. Это достигается за счет использования интерметаллических соединений с более низкой температурой плавления, а именно силицида марганца (MnSi), силицида палладия (Pd2Si), станната марганца (Mn3Sn), станната железа (Fe3Sn), фосфида ванадия (VP), цирконида алюминия (Zr3Al).The technical problem solved in the present invention is to simplify and improve the technology of growing single crystals, leading to an increase in the quality of single crystals used for epitaxy and to improve the properties of epitaxial films of gallium nitride. This is achieved through the use of intermetallic compounds with a lower melting point, namely manganese silicide (MnSi), palladium silicide (Pd 2 Si), manganese stannate (Mn 3 Sn), iron stannate (Fe 3 Sn), vanadium phosphide (VP) , zirconide aluminum (Zr 3 Al).

Предлагаемые в данной заявке интерметаллиды переходных металлов для эпитаксии нитрида галлия кристаллизуются в двух структурных типах: кубическом - MnSi, Zr3Al, и гексагональном - все остальные.The transition metal intermetallics for epitaxy of gallium nitride proposed in this application crystallize in two structural types: cubic — MnSi, Zr 3 Al, and hexagonal — all others.

Величина несоответствия периодов кристаллических решеток подложек из силицида марганца и цирконида алюминия в ориентации (111) и эпитаксиального слоя нитрида галлия (0001) в плоскости эпитаксии составляет 1,33% и 3%; для гексагональных кристаллов силицида палладия - 2,04%; для станнида железа - 0,9%, для станнида марганца - 4,45%, для фосфида ванадия - 0% для плоскости (0001).The magnitude of the mismatch between the periods of the crystal lattices of the substrates of manganese silicide and aluminum zirconide in the (111) orientation and the epitaxial layer of gallium nitride (0001) in the epitaxy plane is 1.33% and 3%; for hexagonal crystals of palladium silicide - 2.04%; for iron stannide - 0.9%, for manganese stannide - 4.45%, for vanadium phosphide - 0% for the (0001) plane.

Особенностями этих интерметаллидов являются следующие.The features of these intermetallic compounds are as follows.

1. Температуры плавления их заметно ниже температур плавления интерметаллидов, описанных в прототипе. Например, силицид марганца плавится при температуре (1275°С), близкой к температуре арсенида галлия (1248°С). Близость температур плавления силицида марганца и арсенида галлия оказалась принципиально важной. Это позволило выращивать монокристаллы силицида марганца по технологии, разработанной для выращивания монокристаллов арсенида галлия, а именно выращивать монокристаллы силицида марганца под защитным слоем флюса - окиси бора. Последняя растворяет в себе все окислы (и марганца, и кремния), защищая тем самым поверхность растущего кристалла от образующихся на поверхности расплава окисных пленок и корочек окислов. Это позволило выращивать высококачественные монокристаллы MnSi и других перечисленных выше интерметаллидов, избавив их от следов окислов на поверхности, часто приводящих к образованию двойников и других дефектов роста. Более низкая их температура плавления позволяет, к тому же, заметно снизить вероятность образования карбидов в расплаве и загрязнения ими расплава и монокристаллов, также снижающих качество монокристаллов.1. Their melting points are significantly lower than the melting points of the intermetallic compounds described in the prototype. For example, manganese silicide melts at a temperature (1275 ° C) close to the temperature of gallium arsenide (1248 ° C). The proximity of the melting points of manganese silicide and gallium arsenide turned out to be fundamentally important. This made it possible to grow single crystals of manganese silicide according to the technology developed for growing single crystals of gallium arsenide, namely, to grow single crystals of manganese silicide under a protective layer of flux - boron oxide. The latter dissolves in itself all the oxides (both manganese and silicon), thereby protecting the surface of the growing crystal from oxide films and oxide crusts formed on the melt surface. This made it possible to grow high-quality single crystals of MnSi and other intermetallic compounds listed above, eliminating traces of oxides on the surface, often leading to the formation of twins and other growth defects. Their lower melting temperature also makes it possible to significantly reduce the likelihood of carbides forming in the melt and their contamination of the melt and single crystals, which also reduce the quality of single crystals.

2. Предлагаемые сплавы являются стехиометрическими соединениями (кроме Mn3Sn, имеющего узкую, ~2%, область гомогенности), это исключает возможность заметного изменения состава монокристалла вдоль и поперек всего слитка и поэтому технология выращивания однородных по составу монокристаллов существенно упрощается. Последующее их использование в качестве подложек заметно повышает однородность эпитаксиальных слоев нитрида галлия, выращенных на поверхности этих монокристаллов.2. The proposed alloys are stoichiometric compounds (except for Mn 3 Sn, which has a narrow, ~ 2%, homogeneity region), this excludes the possibility of a noticeable change in the composition of the single crystal along and across the entire ingot, and therefore the technology for growing single crystals of uniform composition is significantly simplified. Their subsequent use as substrates significantly increases the uniformity of the epitaxial layers of gallium nitride grown on the surface of these single crystals.

Стандартно монокристаллы силицидов марганца и других перечисленных выше интерметаллидов выращивались из пироуглеродных, покрытых силицидом кремния, алундовых или нитрид-борных тиглей объемом 150-250 мм3 под слоем расплава безводной окиси бора и имели следующие размеры: диаметр 25 мм, длину до 100-180 мм.Single crystals of manganese silicides and other intermetallic compounds listed above were grown from pyrocarbon coated with silicon silicide, alundum or nitride-boron crucibles with a volume of 150-250 mm 3 under a melt layer of anhydrous boron oxide and had the following dimensions: diameter 25 mm, length up to 100-180 mm .

Выращивание монокристаллов силицида марганца и цирконида алюминия методом Бриджмена из тигля с коническим затравочным носиком затруднено из за возникновения в зародышевом канале многих центров кристаллизации, что весьма характерно для роста кристаллов кубической сингонии, где нет предпочтительного направления роста. Поэтому мы вели выращивание монокристаллов силицида марганца и цирконида алюминия кантованием расплава на смонированные в носике затравки, заранее изготовленные из монокристаллов MnSi и Zn3Al, которые были извлечены из крупнозернистых поликристаллов, предварительно выращенных методом Бриджмена в тигле с коническим носиком. Обычно они представляли собой монокристалл с линейными размерами 2×2×15 мм3.The growing of manganese silicide and aluminum zirconide single crystals by the Bridgman method from a crucible with a conical seed nose is difficult due to the appearance of many crystallization centers in the embryonic channel, which is very characteristic of the growth of cubic syngony crystals, where there is no preferred growth direction. Therefore, we were growing single crystals of manganese silicide and zirconide aluminum by turning the melt onto nose mounted seeds made in advance from MnSi and Zn 3 Al single crystals, which were extracted from coarse-grained polycrystals previously grown by the Bridgman method in a crucible with a conical nose. Usually they were a single crystal with linear dimensions of 2 × 2 × 15 mm 3 .

Выращенные монокристаллы металлографически и рентгенографически проверялись на их кристаллическое совершенство: осевую и радиальную неоднородность, наличие пустот в объеме монокристалла, включение в них избыточных компонентов соединения. Определялась оптимальная скорость роста монокристаллов. Она оказалась в пределах 2-6 мм/ч. Проверялась плотность дислокации в выращенных монокристаллах. Оказалось, что их плотность в среднем находилась в пределах 1-5×103/см2.The grown single crystals were metallographically and radiographically tested for their crystalline perfection: axial and radial inhomogeneity, the presence of voids in the volume of the single crystal, and the inclusion of excess compound components in them. The optimal growth rate of single crystals was determined. She was in the range of 2-6 mm / h. The dislocation density in the grown single crystals was checked. It turned out that their density on average was in the range of 1-5 × 10 3 / cm 2 .

Из таких монокристаллов вырезались пластины, нормаль к поверхности которых параллельна оси третьего порядка кристалла. Толщина пластин составляла ~1 мм. Пластины шлифовались по стандартной технологии для кремния, полировались механически и химически (в смеси HF+HNO3).Plates were cut out of such single crystals, the normal to the surface of which is parallel to the axis of the third order of the crystal. The plate thickness was ~ 1 mm. The plates were polished according to standard technology for silicon, polished mechanically and chemically (in a mixture of HF + HNO 3 ).

Эпитаксиальные слои нитрида галлия выращивались методом молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) в установке МПЭ с использованием в качестве исходных материалов чистого галлия (99.999) и сжатого баллонного аммиака особой чистоты (расход 5-30 л/ч) с ионизацией аммиачного пучка в ячейке типа Пеннинга по аналогии с [4]. Скорость роста слоев нитрида галлия менялась в пределах 0,01-0,05 мкм/ч. Кристаллическая структура растущего слоя нитрида галлия контролировалась встроенным электронографом с ускоряющим напряжением до 50 кВ.Epitaxial layers of gallium nitride were grown by molecular beam epitaxy (MPE) in an MPE apparatus using pure gallium (99.999) and compressed high-purity compressed ammonia balloon (5-30 l / h) with ionization of an ammonia beam in a Penning cell as starting materials by analogy with [4]. The growth rate of gallium nitride layers varied in the range of 0.01-0.05 μm / h. The crystal structure of the growing gallium nitride layer was controlled by an integrated electron diffractometer with an accelerating voltage of up to 50 kV.

Установлена взаимная кристаллографическая ориентация эпитаксиальных слоев нитрида галлия относительно подложек из силицида кобальта, цирконата алюминия (кубическая сингония) и других использованных интерметаллидов: Pd2Si, Mn3Sn, Fe2Sn, VP (относящихся к гексагональной сингонии):The mutual crystallographic orientation of the epitaxial layers of gallium nitride relative to substrates of cobalt silicide, aluminum zirconate (cubic syngonium) and other intermetallic compounds used was established: Pd 2 Si, Mn 3 Sn, Fe 2 Sn, VP (related to hexagonal syngonium):

/110/a(MnSi)=0,443√2=0,6276 нм||/1010/a(GaN)=3,180×2-0,6224 нм/ 110 / a (MnSi) = 0.443√2 = 0.6276 nm || / 1010 / a (GaN) = 3.180 × 2-0.6224 nm

(111)(MnSi)||(0001)(GaN),(111) (MnSi) || (0001) (GaN),

/1010/a(Mn3Sn)=0,566 нм||/1120/a(GaN)=0,3l8·√3=0,558 нм/ 1010 / a (Mn 3 Sn) = 0.566 nm || / 1120 / a (GaN) = 0.3l8 · √3 = 0.558 nm

(0001)(Mn3Sn)||(0001)(GaN)(0001) (Mn 3 Sn) || (0001) (GaN)

На поверхности (111) MnSi эпитаксиальные пленки нитрида галлия растут начиная с 450°С до 1000°С. Приблизительно те же условия (начало эпитаксиального роста) выполняются и для других вышеперечисленных подложек. Плотность дислокации в выращенных пленках составляет ~10-3/см,2 она в существенной мере зависит от плотности дислокации в подложке и условий роста эпитаксиальных слоев GaN. Это дает основание рассчитывать на их существенное уменьшение с улучшением всей технологической цепи: повышение чистоты исходных материалов, технологий роста монокристаллов, улучшение качества обработки поверхности подложек, оптимизации условий роста эпитаксиальных пленок нитрида галлия, повышение общего уровня работы.On the (111) MnSi surface, epitaxial films of gallium nitride grow from 450 ° С to 1000 ° С. Approximately the same conditions (the beginning of epitaxial growth) are satisfied for the other substrates listed above. The dislocation density in the grown films is ~ 10 –3 / cm, 2 it substantially depends on the dislocation density in the substrate and the growth conditions of the GaN epitaxial layers. This gives grounds to expect their substantial decrease with the improvement of the entire technological chain: increasing the purity of the starting materials, single crystal growth technologies, improving the quality of surface treatment of substrates, optimizing the growth conditions of epitaxial gallium nitride films, and increasing the overall level of work.

ЛитератураLiterature

1. N.M.Johnson et al. Physics today. v. 53, 2000, №10, p.312.1. N. M. Johnson et al. Physics today. v. 53, 2000, No. 10, p. 312.

2. С.А.Айтхожин. Подложка для выращивания эпитаксиальных пленок и слоев нитрида галлия. Патент РФ №2209861 от 15.06.2001, МПК С30В 19/12.2. S.A. Aitkhozhin. Substrate for growing epitaxial films and layers of gallium nitride. RF patent No. 2209861 dated 06/15/2001, IPC С30В 19/12.

3. А.Н.Несмеянов. Давление пара химических элементов. М.: АН СССР, 1961, с.374.3. A.N. Nesmeyanov. Steam pressure of chemical elements. M .: Academy of Sciences of the USSR, 1961, p. 374.

4. X.Y.Liu et al. Growth of GaN and GaN/AlN multiple quantum wells on sapphire, Si and GaN template by molecular beam epitaxy. Jour. Crys. Growth, v. 300, 2007, №1, p.45-49.4. X. Y. Liu et al. Growth of GaN and GaN / AlN multiple quantum wells on sapphire, Si and GaN template by molecular beam epitaxy. Jour. Crys. Growth, v. 300, 2007, No. 1, p. 45-49.

Claims (1)

Подложка для выращивания эпитаксиальных слоев нитрида галлия, выполненная из монокристалла интерметаллического соединения, отличающаяся тем, что монокристалл интерметаллического соединения выбран из группы, включающей силицид марганца (MnSi), силицид палладия (Pd2Si), станнат марганца (Mn3Sn), станнат железа (Fe3Sn), фосфид ванадия (VP), цирконид алюминия (Zr3Al). A substrate for growing epitaxial layers of gallium nitride made of a single crystal of an intermetallic compound, characterized in that the single crystal of an intermetallic compound is selected from the group consisting of manganese silicide (MnSi), palladium silicide (Pd 2 Si), manganese stannate (Mn 3 Sn), iron stannate (Fe 3 Sn), vanadium phosphide (VP), aluminum zirconide (Zr 3 Al).
RU2007130525/15A 2007-08-09 2007-08-09 Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride RU2369669C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130525/15A RU2369669C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130525/15A RU2369669C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130525A RU2007130525A (en) 2009-02-20
RU2369669C2 true RU2369669C2 (en) 2009-10-10

Family

ID=40531314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130525/15A RU2369669C2 (en) 2007-08-09 2007-08-09 Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369669C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489533C1 (en) * 2011-11-23 2013-08-10 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Substrate for growing epitaxial layers of gallium arsenide
RU2688861C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RENE FRANCHY, Growth of thin, crystalline oxide, nitride and oxynitride films on metal and metal alloy surfaces, «Surface Science Reports", 2000, vol.38, no.6-8, p.p.195-294, abstract. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489533C1 (en) * 2011-11-23 2013-08-10 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Substrate for growing epitaxial layers of gallium arsenide
RU2688861C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007130525A (en) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4647525B2 (en) Method for producing group III nitride crystal
JP5304793B2 (en) Method for producing silicon carbide single crystal
JP4100228B2 (en) Silicon carbide single crystal and manufacturing method thereof
KR101235772B1 (en) Method for growing silicon carbide single crystal
WO2011024931A1 (en) Sic single crystal wafer and process for production thereof
US7520930B2 (en) Silicon carbide single crystal and a method for its production
US9464367B2 (en) Method for producing N-type group III nitride single crystal, N-type group III nitride single crystal, and crystal substrate
JP2006225232A (en) Method for producing silicon carbide single crystal, silicon carbide single crystal ingot, silicon carbide single crystal substrate, silicon carbide epitaxial wafer and thin film epitaxial wafer
JP5418385B2 (en) Method for producing silicon carbide single crystal ingot
KR20100054156A (en) Method for growing silicon carbide single crystal
JP2005097040A (en) Surface improvement method of single crystal silicon carbide substrate and improved single crystal silicon carbide substrate, and growing method of single crystal silicon carbide
JP2008044809A (en) Method for producing aluminum nitride single crystal
JP5167947B2 (en) Method for producing silicon carbide single crystal thin film
RU2369669C2 (en) Substrate for growing of epitaxial layers of gallium nitride
JP4850807B2 (en) Crucible for growing silicon carbide single crystal and method for producing silicon carbide single crystal using the same
JP4151528B2 (en) Method for producing AlN single crystal
EP1498518B1 (en) Method for the production of silicon carbide single crystal
JP4591183B2 (en) Method for producing AlN single crystal
US20110024742A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING ZnO SINGLE CRYSTAL, SELF-SUPPORTING ZnO SINGLE-CRYSTAL WAFER OBTAINED BY THE SAME, SELF-SUPPORTING WAFER OF Mg-CONTAINING ZnO MIXED SINGLE CRYSTAL, AND PROCESS FOR PRODUCING Mg-CONTAINING ZnO MIXED SINGLE CRYSTAL FOR USE IN THE SAME
JP2018016499A (en) Method for manufacturing group iii nitride semiconductor
JP4720672B2 (en) Method for producing aluminum nitride single crystal
JP2009234824A (en) METHOD FOR MANUFACTURING SELF-SUPPORTING WAFER OF Mg CONTAINING ZnO MIXED SINGLE CRYSTAL AND Mg CONTAINING ZnO MIXED SINGLE CRYSTAL USED FOR IT
WO2017043215A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL
JP2019189466A (en) Method for manufacturing group iii nitride crystal
JP2009234825A (en) METHOD FOR MANUFACTURING ZnO SINGLE CRYSTAL AND SELF-SUPPORTING WAFER OF ZnO SINGLE CRYSTAL OBTAINED BY IT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100810