"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Влияние слоя нанопористого кремния на практическую реализацию и особенности эпитаксиального роста слоев GaN на темплейтах SiC/por-Si/c-Si
Переводная версия: 10.1134/S1063782620050115
Середин П.В.1,2, Голощапов Д.Л.1, Золотухин Д.С.1, Леньшин А.С.1, Худяков Ю.Ю.1, Мизеров А.М.3, Тимошнев С.Н.3, Арсентьев И.Н.4, Бельтюков А.Н.5, Leiste Harald6, Кукушкин С.А.7
1Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
2Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
3Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
4Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
5Удмурдский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Ижевск, Россия
6Karlsruhe Nano Micro Facility H.-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen, Germany
7Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: paul@phys.vsu.ru
Поступила в редакцию: 25 ноября 2019 г.
В окончательной редакции: 3 декабря 2019 г.
Принята к печати: 3 декабря 2019 г.
Выставление онлайн: 26 марта 2020 г.

С использованием комплекса структурно-спектроскопических методов диагностики исследовано влияние переходного слоя нанопористого кремния на практическую реализацию и особенности выращивания слоев GaN технологией молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией азота на темплейтах SiC/por-Si/c-Si. Показано, что введение переходного слоя нанопористого кремния в темплейт, в котором слой 3C-SiC был создан методом замещения атомов, дает ряд неоспоримых преимуществ по сравнению со стандартными подложками кремния. В частности, данный подход позволил снизить практически на 90% уровень напряжений кристаллической решетки в эпитаксиальном слое GaN и уменьшить долю вертикальных дислокаций в слое GaN. Слой GaN был выращен на поверхности слоя SiC, который, в свою очередь, находился на поверхности темплейта SiC/por-Si/c-Si. Впервые было обнаружено, что использование темплейта SiC/por-Si/c-Si приводит к формированию более однородного по качеству слоя GaN без видимых протяженных дефектов. Ключевые слова: нитрид галлия, карбид кремния, гибридные гетероструктуры, нанопористый кремний, молекулярно-пучковая эпитаксия с плазменной активацией азота.
  1. B.J. Baliga. Wide bandgap semiconductor power devices: materials, physics, design and applications (Woodhead Publishing, 2019)
  2. M.E. Levinshtein, S.L. Rumyantsev, M. Shur. Properties of advanced semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe (Wiley, N.Y., 2001)
  3. S. Leone, F. Benkhelifa, L. Kirste, C. Manz, R. Quay, O. Ambacher. J. Appl. Phys., 125, 235701 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5092653
  4. G.X. Chen, X.G. Li, Y.P. Wang, J.N. Fry, H.P. Cheng. Phys. Rev. B, 95, 045302 (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.045302
  5. J.T. Chen, J. Bergsten, J. Lu, E. Janzen, M. Thorsell, L. Hultman, N. Rorsman, O. Kordina. Appl. Phys. Lett., 113, 041605 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5042049
  6. M.N. Abd. Rahman, Y. Yusuf, M. Mansor, A. Shuhaimi. Appl. Surf. Sci., 362, 572 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.10.226
  7. S. Kukushkin, A. Osipov, V. Bessolov, B. Medvedev, V. Nevolin, K. Tcarik. Rev. Adv. Mater. Sci., 17, 1 (2008)
  8. Y. Tian, Y. Shao, Y. Wu, X. Hao, L. Zhang, Y. Dai, Q. Huo. Sci. Rep., 5 (2015). https://doi.org/10.1038/srep10748
  9. S.A. Kukushkin, A.M. Mizerov, A.V. Osipov, A.V. Redkov, S.N. Timoshnev. Thin Sol. Films, 646, 158 (2018). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.11.037
  10. A. Gkanatsiou, Ch.B. Lioutas, N. Frangis, E.K. Polychroniadis, P. Prystawko, M. Leszczynski. Superlatt. Microstr., 103, 376 (2017). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2016.10.024
  11. Y. Sugawara, Y. Ishikawa, A. Watanabe, M. Miyoshi, T. Egawa. J. Cryst. Growth, 468, 536 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.11.010
  12. P.V. Seredin, D.L. Goloshchapov, A.S. Lenshin, A.M. Mizerov, D.S. Zolotukhin. Physica E: Low-Dim. Syst. Nanostructur., 104, 101 (2018). https://doi.org/10.1016/j.physe.2018.07.024
  13. P.V. Seredin, A.S. Lenshin, D.S. Zolotukhin, I.N. Arsentyev, A.V. Zhabotinskiy, D.N. Nikolaev. Physica E: Low-Dim. Syst. Nanostr., 97, 218 (2018). https://doi.org/10.1016/j.physe.2017.11.018
  14. P.V. Seredin, A.S. Lenshin, D.S. Zolotukhin, I.N. Arsentyev, D.N. Nikolaev, A.V. Zhabotinskiy. Physica B: Condens. Matter, 530, 30 (2018). https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.11.028
  15. P.V. Seredin, A.S. Lenshin, A.M. Mizerov, H. Leiste, M. Rinke. Appl. Surf. Sci., 476, 1049 (2019). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.01.239
  16. S.A. Kukushkin, A.M. Mizerov, A.V. Osipov, A.V. Redkov, R.S. Telyatnik, S.N. Timoshnev. J. Phys.: Conf. Ser., 917, 032038 (2017). https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/3/032038
  17. Y.T. Chiang, Y.K. Fang, T.H. Chou, F.R. Juang, K.C. Hsu, T.C. Wei, C.I. Lin, C.W. Chen, C.Y. Liang. IEEE Sensors J., 10, 1291 (2010). https://doi.org/10.1109/JSEN.2009.2037310
  18. S.A. Kukushkin, Sh.Sh. Sharofidinov, A.V. Osipov, A.V. Redkov, V.V. Kidalov, A.S. Grashchenko, I.P. Soshnikov, A.F. Dydenchuk. ECS J. Solid State Sci. Technol., 7, 480 (2018). https://doi.org/10.1149/2.0191809jss
  19. A.M. Mizerov, S.N. Timoshnev, M.S. Sobolev, E.V. Nikitina, K.Yu. Shubina, T.N. Berezovskaia, I.V. Shtrom, A.D. Bouravleuv. Semiconductors, 52, 1529 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063782618120175
  20. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, N.A. Feoktistov. Phys. Solid State, 56, 1507 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063783414080137
  21. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. J. Phys. D: Appl. Phys., 47, 313001 (2014). https://doi.org/10.1088/0022-3727/47/31/313001
  22. A.S. Lenshin, P.V. Seredin, B.L. Agapov, D.A. Minakov, V.M. Kashkarov. Mater. Sci. Semicond. Process., 30, 25 (2015). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2014.09.040
  23. A.S. Len'shin, V.M. Kashkarov, P.V. Seredin, B.L. Agapov, D.A. Minakov, V.N. Tsipenyuk, E.P. Domashevskaya. Techn. Phys., 59, 224 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063784214020145
  24. V.M. Kashkarov, A.S. Len'shin, P.V. Seredin, B.L. Agapov, V.N. Tsipenuk. J. Surf. Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 6, 776 (2012). https://doi.org/10.1134/S1027451012090078
  25. H.M. Ng, D. Doppalapudi, T.D. Moustakas, N.G. Weimann, L.F. Eastman. Appl. Phys. Lett., 73, 821 (1998). https://doi.org/10.1063/1.122012
  26. P.V. Seredin, V.E. Ternovaya, A.V. Glotov, A.S. Len'shin, I.N. Arsent'ev, D.A. Vinokurov, I.S. Tarasov, H. Leiste, T. Prutskij. Phys. Solid State, 55, 2161 (2013). https://doi.org/10.1134/S1063783413100296
  27. P.V. Seredin, A.V. Glotov, E.P. Domashevskaya, A.S. Lenshin, M.S. Smirnov, I.N. Arsentyev, D.A. Vinokurov, A.L. Stankevich, I.S. Tarasov. Semiconductors, 46, 719 (2012). https://doi.org/10.1134/S106378261206019X
  28. P.V. Seredin, P. Domashevskaya, I.N. Arsentyev, D.A. Vinokurov, A.L. Stankevich, T. Prutskij. Semiconductors, 47, 1 (2013). https://doi.org/10.1134/S106378261301020X
  29. H. Morko c. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices: Materials Properties, Physics and Growth. 1st edn. (Wiley, 2008). https://doi.org/10.1002/9783527628438
  30. O. Madelung, U. Rossler, M. Schulz. Group IV Elements, IV-IV and III-V Compounds. Part a --- Lattice Properties (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2001) p. 1. https://doi.org/10.1007/10551045\_2
  31. N.V. Safriuk. Semicond. Phys. Quant. Electron. and Optoelectron., 16, 265 (2013). https://doi.org/10.15407/spqeo16.03.265
  32. V.V. Kidalov, S.A. Kukushkin, A. Osipov, A. Redkov, A.S. Grashchenko, I.P. Soshnikov. Mater. Phys. Mechanics, 36, 39 (2018). https://doi.org/10.18720/MPM.3612018\_4
  33. V.V. Kidalov, S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, A.V. Redkov, A.S. Grashchenko, I.P. Soshnikov, M.E. Boiko, M.D. Sharkov, A.F. Dyadenchuk. ECS J. Solid State Sci. Technol., 7, 158 (2018). https://doi.org/10.1149/2.0061804jss
  34. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. Physica B: Condens. Matter, 512, 26 (2017). https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.02.018
  35. H. Ishikawa, K. Shimanaka, F. Tokura, Y. Hayashi, Y. Hara, M. Nakanishi. J. Cryst. Growth, 310, 4900 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2008.08.030
  36. N. Chaaben, J. Yahyaoui, M. Christophersen, T. Boufaden, B. El Jani. Superlatt. Microstr., 40, 483 (2006). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2006.09.022
  37. H. Ji, W. Liu, Y. Li, S. Li, L. Lei, Z. Shi, X. Li. J. Luminesc., 199, 194 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.03.049

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.