Синтез гексагональных слоев AlN и GaN на Si(100)-подложке методом хлоридной газофазной эпитаксии

Abstract

Synthesis of AlN and GaN layers on a Si(100) substrate by chloride vapor-phase epitaxy has been considered. The process includes sulfidizing of the silicon surface, nucleation and growth of an AlN layer, and then formation of a GaN/AlN structure. It has been found that in the case of a (100)Si substrate, GaN nucleates on buffer AlN layers that may have two crystallographic orientations in contrast to a Si(111) substrate, on which a buffer layer may have only one orientation. It has been shown that the treatment of the Si(100) substrate in an aqueous solution of (NH_4)_2S decreases the FWHM of the rocking curve for GaN(0002) by a factor of 1.5.

Эпитаксия слоев GaN(0001) или GaN(1011) на подложке Si(100)

“…Первая попытка интеграции транзисторов GaN на Si-пластине " кремний на изоляторе" включала в себя механическое соединение подложки Si(111) и приборного слоя Si(100), в которых на поверхности Si(111) выращивалась эпитаксиальная структура GaN-транзисторов, а на Si(100)интегральная схема [3]. Попытки синтезировать гексагональный нитрид галлия непосредственно на подложке Si(100) показали, что эпитаксия GaN(0001) на Si(100) в отличие от Si(111) приводит к низкокачественной структуре [4].…”

“…Это связано прежде всего с тем, что при эпитаксии гексагональной структуры GaN на планарной кубической структуре Si(100) слои растут в двух кристаллографических ориентациях, развернутых относительно друг друга [4]. Чтобы избежать этого негативного явления, для эпитаксии GaN(0001) предложено использовать подложки Si(100), разориентированные на 3−7 • в направлении 110 .…”