ООО «Сигм Плюс»

А. В. Мазалов, Д. Р. Сабитов, В. А. Курешов, А. А. Падалица

ООО «Сигм Плюс»,
МИТХТ им. М. В. Ломоносова

А. А. Мармалюк

МИТХТ им. М. В. Ломоносова

Р. Х. Акчурин

Рассмотрено влияние буферных слоев, формируемых при различных температурах и отношениях элементов V и III групп (V/III), на кристаллическое совершенство эпитаксиальных слоев AlN, выращенных методом МОС−гидридной эпитаксии на подложках α−Al₂O₃. Показано, что наиболее эффективным способом повышения структурного совершенства эпитаксиальных слоев является использование высокотемпературного буферного слоя при низком отношении V/III. Дальнейшее улучшение качества слоев AlN возможно благодаря снижению паразитных реакций между аммиаком и триметилалюминием в газовой фазе путем оптимизации потока газа через реактор. Установленные значения ростовых параметров, позволили получить слои AlN высокого кристаллического совершенства (полуширина рентгеновских кривых качания для отражений (0002), (0004) и (1013) составила 50, 97 и 202 угл. с соответственно) с хорошей среднеквадратической шероховатостью поверхности 0,7 нм, пригодные для создания приборов на их основе.

Авторы благодарят К. Д. Щербачева (НИТУ «МИСиС) за проведение измерений образцов на трехкристальном рентгеновском дифрактометре и В. В. Азарову за помощь в проведении измерений на интерферометре белого света.
Измерения образцов на трехкристальном дифрактометре выполнены в ЦКП «Материаловедение и металлургия» НИТУ «МИСиС.

1. Amano, H. Metalorganic vapor phase epitaxial growth of a high quality GaN film using an AlN buffer layer / H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki, T. Toyoda // Appl. Phys. Lett. − 1986. − V. 48. − P. 353—355.
2. Nakamura, S. GaN growth using GaN buffer layer / S. Nakamura // Jap. J. Appl. Phys. − 1991. − V. 30. − P. L1705—L1707.
3. Paduano, Q. S. Effect of initial process conditions on the structural properties of AlN films / Q. S. Paduano, D. W. Weyburne, J. Jasinski, Z. Liliental−Weber // J. Cryst. Growth. − 2004. − V. 261. − P. 259—265.
4. Thapa, S. B. Structural and spectroscopic properties of AlN layers grown by MOVPE / S. B. Thapa, C. Kirchner, F. Scholz, G. M. Prinz, K. Thonke // Ibid. − 2007. − V. 298. − P. 383—386.
5. Okada, N. Growth of high−quality and crack free AlN layers on sapphire substrate by multi−growth mode modification / N. Okada, N. Kato, S. Sato, T Sumii, T. Nagai, N. Fujimoto // Ibid. − 2007. − V. 298. − P. 349—353.
6. Imura, M. Annihilation mechanism of threading dislocations in AlN grown by growth form modification method using V/III ratio / M. Imura, N. Fujimoto, N. Okada, K. Balakrishnan, M. Iwaya // Ibid.− 2007. − V. 300. − P. 136—140.
7. Лундин, В. В. Эпитаксия слоев AlN с высокой скоростью роста в планетарном МОС−гидридном реакторе / В. В. Лундин, А. Е. Николаев, А. В. Сахаров, П. Н. Брунков, Е. Е. Заварин, А. Ф. Цацульников // Письма в ЖТФ. − 2010.− Т. 36, вып. 24. − C. 33—39.
8. Боуэн, Д. К. Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия и топография / Д. К. Боуэн, Б. К. Таннер. − СПб. : Наука, 2002. − 274 с.