Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Рост методом молекулярно-пучковой эпитаксии гетероструктур GaN/AlN на подложках кремния»

Цель: исследование физических принципов процесса эпитаксиального роста и разработка технологических основ роста гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией азота в системе А₃N на подложках кремния с ориентацией (111). Проведены исследования кинетики роста слоев GaN и AlN на нитридизованной подложке Si (111) методом молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активаций азота (МПЭ-ПА). Для синтеза слоев GaN на Si исследована возможность использования переходных слоев на основе низкотемпературных наноколонок GaN. Показано, что при изменении температуры роста и потока галлия может происходить разрастание GaN-наноколонок в сплошной слой во время одного эпитаксиального процесса. Изучены технологические основы управления полярностью слоев А₃N при использовании различных параметров эпитаксиального роста. Продемонстрирована возможность управления полярностью слоя GaN на подложке кремния путем изменения температуры роста зародышевого GaN-слоя: использование низкотемпературного GaN-слоя (TS ≈ 400°C) приводит к формированию N-полярности, Ga-полярность слоя GaN образуется при TS = 450 - 700°C. Разработана технологическая инструкция по идентификации полярности эпитаксиальных слоев А₃N методом экспресс-диагностики при помощи жидкостного травления. Изготовлены образцы N- или Ga-полярных слоев на подложках кремния. Проведены исследования морфологии полученных эпитаксиальных структур, измерения их оптических и электрофизических параметров.