1.2.3.Методы выращивания GaN.

Существют несколько методов выращивания структур на основе GaN – такие как:

- выращивание из растворов-расплавов

- метод хлоридно-гидридной эпитаксии

- газо-фазная эпитаксия из паров металлорганических соединений

- молекулярно-пучковая эпитаксия

Наибольшее распространение для получения структур на основе GaN получили методы газо-фазной эпитаксии из паров металлорганических соединений и молекулярно-пучковой эпитаксии.

Метод хлоридно-гидридной эпитаксии

Метод основан на эпитаксиальном росте полупроводников, путём термического разложения (пиролиза) металлорганических соединений, содержащих необходимые химические элементы.

Метод газофазной эпитаксии из паров металлорганических соединений (MOCVD) является распространенным коммерческим методом выращивания

эпитаксиальных гетероструктур на основе нитридов галлия. Впервые осаждение слоев этим методом было проведено в 1971 г. Манасевитом [5].

Данный метод позволяет не только строго контролировать процесс донорного и акцепторного легирования пленок GaN, но и выращивать гетероструктуры на основе тройных и четверных твердых растворов.

Метод обеспечивает получение однородных высококачественных слоев соединений большой площади, эффективность управления ростовыми процессами, прецизионный контроль параметрами осаждения, возможность легирования пленки в процессе роста.

Молекулярно-пучковая эпитаксия

Молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ)— эпитаксиальный рост в условиях сверхвысокого вакуума. Позволяет выращивать гетероструктуры заданной толщины с моноатомно гладкими гетерограницами и с заданным профилем легирования. Для процесса эпитаксии необходимы специальные хорошо очищенные подложки с атомарногладкой поверхностью[6]. Технология МПЭ была создана в конце 1960-х годов Дж. Р. Артуром и Альфредом Чо. Преимуществом данного метода является возможность создания уникальных наноструктур с очень высокой чистотой, однородностью и малым количеством дефектов.

1.2.1. Светодиодные чипы, выращенные на сапфире.

Светодиодные чипы, выращенные на сапфире, производятся в самом большом количестве за счет относительно низкой стоимости сапфировых подложек, но зато уступают в характеристиках чипам выращенным на SiC .

В Таблице 1 представлены основные характеристики материалов, из которых изготавливают подложки: рассогласование со слоем GaN; температурный коэффициент линейного расширения α; удельное сопротивление ρ. Как видно из Таблицы, наименьшее рассогласование с GaN имеет карбид кремния, однако стоимость этой подложки превышает стоимость подложки из сапфира почти в 20 раз.

Таблица 1. Физические свойства наиболее распространённых подложек,

применяемых для эпитаксии GaN [7, 8]

Материал	Точка плавления, °С	Теплопроводность при 300 К, Вт/см·К	ζ, %	α, 10-6K-1	ρ, Ом·см	Цена подложки диаметром 2 дюйма, €
Сапфир Al2O3	2030	0.32	13	~9	>1011	40
Кремний Si	1414	1.56	17	2.616	<5*104	80
Карбид Кремния 4H-SiC	2830	3.0-3.8	3.1	4.2	10	>3000

Для увеличения вывода излучения из светодиодов подложку

структурируют [9].

Выводы по главе 1

1. Рассмотрена конструкция светодиода.

2. Проведен обзор возможных способов выращивания GaN.

3. Описаны особенности конструкции светодиодных чипов с МКЯ.

4. Приведены особенности подложек, используемых для выращивания светодиодных чипов.