Исследовано влияние различных технологических параметров на получение слоев нитрида галлия GaN с однородным распределением толщины и гладкой поверхностью методом хлоридно-гидридной эпитаксии в реакторе вертикального типа. В процессе исследования меняли расстояния L от патрубка ввода GaCl до подложки от 12 до 60 мм и расхода Q газа-носителя азота через источник галлия от 2 до 200 л/ч. Показано, что оба параметра оказывают существенное влияние как на профиль распределения толщины слоя по диаметру, так и на морфологию поверхности. Полученные результаты объяснены с позиции влияния L и Q на распределение концентрации галлия (III) и азота (V) в зоне осаждения GaN, что, в свою очередь, влияет на процесс зародышеобразования на поверхности подложки и на скорость роста слоя. Предложены значения параметров, обеспечивающие получение слоев с зеркально гладкой поверхностью и равномерным радиальным распределением толщины.

1. Hageman, P. R. Thick GaN layers grown by hydride vapor-phase epitaxy: hetero-versus homo-epitaxy / P. R. Hageman, V. Kirilyuk, W. H. M. Corbeek, J. L. Weyhera, B. Lucznik, M. Bockowski, S. Porowski, S. Muller // J. Cryst. Growth. - 2003. - V. 255. - P. 241—249.
2. Monemar, B. Growth of thick GaN layers with hydride vapour phase epitaxy / B. Monemar, H. Larsson, C. Hemmingsson, I. G. Ivanov, D. Gogova // Ibid. - 2005. - V. 281. - P. 17—31.
3. Fujito, K. Bulk GaN crystals grown by HVPE/ K. Fujito, S. Kubo, H. Nagaoka, T. Mochizuki, H. Namita, S. Nagao // Ibid. - 2009. - V. 311. - P. 3011—3014.
4. Dam, C. E. C. Carrier gas and position effects on GaN growth in a horizontal HVPE reactor: An experimental and numerical study / C. E. C. Dam, P. R. Hageman, P. K. Larsen // Ibid. - 2005. - V. 285. - P. 31—40.
5. Dam, C. E. C. The effect of HVPE reactor geometry on GaN growth rate-experiments versus simulations / C. E. C. Dam, A. P. Grzegorczyk, P. R. Hageman, R. Dorsman, C. R. Kleijn, P. K. Larsen // Ibid. - 2004. - V. 271. - P. 192—199.
6. Sytniewski, L. J. CFD optimisation of up-flow vertical HVPE reactor for GaN growth / L. J. Sytniewski, A. A. Lapkin, S. Stepanov, W. N. Wang // Ibid. - 2008. - V. 310. - P. 3358—3365.
7. Hemmingsson, C. Modeling, optimization, and growth of GaN in a vertical halide vapor-phase epitaxy bulk reactor / C. Hemmingsson, G. Pozina, M. Heuken, B. Schineller, B. Monemar // Ibid. - 2008. - V. 310. - P. 906—910.
8. Дьяконов, Л. И. Морфологические и структурные особенности квазиподложек GaN, выращенных на сапфире методом хлоридно-гидридной эпитаксии / Л. И. Дьяконов, Ю. П. Козлова, А. В. Марков, М. В. Меженный, В. Ф. Павлов, Е. А. Петрова, Т. Г. Югова // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. - 2008. - № 1. - С. 47—51.
9. Rouvière, J. L. Transmission electron microscopy characterization of GaN layers grown by MOCVD on sapphire / J. L. Rouvière, M. Arlery, R. Neibuher, K. H. Bachem, O. Briot // Mater. Sci. Eng. - 1997. - B. V. 43. - P. 161—166.