| Название: | Получение отдельно-стоящих подложечных кристаллов β-Ga2O3 с помощью гомоэпитаксии |
| Грантодатель: | Гранты РНФ |
| Область знаний: | 09 - Инженерные науки, 09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов |
| Ключевые слова: | оксид галлия; объемные кристаллы; рост методом Чохральского; рост методом HVPE; отделение слоя от подложки; частицы высоких энергий; отдельно-стоящая free-standing подложка; широкозонные полупроводники; полупроводниковые технологии; III-IV полупроводники; полупроводниковые оксиды; гомоэпитаксия |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Бутенко,ПН |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 23-29-10196 |
В проекте предлагается метод получения отдельно-стоящих (free-standing) подложечных кристаллов из квазиобъемного β-Ga2O3 толщиной 3 – 50 μm, выращенного путем гомоэпитаксии.
В ходе выполнения проекта будут разработаны основы получения отдельно-стоящих (квазиобъемных) слоев β-Ga2O3 толщиной в десятки микрометров недорогим газофазным методом. Предполагается использовать для этого технологию гомоэпитаксиального роста хлорид-гидридной газофазной эпитаксии (hydride vapour phase epitaxy, HVPE). В качестве исходных затравок, будут использоваться коммерческие подложки оксида галлия β- полиморфа. Процесс гомоэпитаксии будет выполнен с использованием подложек (001) и (-201) ориентации. Планируется вырастить гомоэпитаксиальные слои толщиной 3 – 50 μm и более. На основе успешно применяемых приемов в других полупроводниках кристаллах, будет разработан способ отделения слоев от исходной подложки, что является инновационными для данного материала. Отделение слоев предполагается производить тремя независимыми способами. Первый – с помощью воздействия на интерфейс «исходная подложка / эпитаксиальный слой» пучком α-частиц, создающими вблизи интерфейса скопление ионов гелия. Мы предполагаем, что такое воздействие механически ослабит интерфейс. После чего станет возможно отделение слоя с помощью эластомерного скотча. Второй способ планируется реализовать с помощью превентивного ослабления интерфейса, путем нанесения на подложку перед эпитаксией тонкого слоя никеля, который при последующем отжиге образует металлические островки. Эти островки с субмикронными размерами выполняют роль маски. Эпитаксиальный рост будет происходить по типу известного «роста в окнах» (технология epitaxial lateral overgrowth, ELOG). На завершающей стадии, при отделении слоя от подложки, подбор режимов отжига, позволит осуществить управляемое самоотделение. Третий способ схож со вторым – исходная подложка, подвергается процедуре сухого плазменного травления через самоорганизующуюся Ni маску со случайным распределением элементов. Процесс HVPE будет производиться на образованных наноколоннах, до тех пор, пока HVPE слой самопроизвольно не отделится, в противном случае, отделение будет простимулировано внешними воздействиями на интерфейс. На конечном этапе отделенные квазиобъемные слои будут перенесены на массивную кристаллическую теплопроводящую подложку, таковой может быть пластина карбида кремния.
В результате разработки основ методики «рост-отделение-перенос квазиобъемного слоя» планируется получить качественные отдельно-стоящие квазиобъемные слои, перенесенные на теплопроводящую подложку с возможностью создания полупроводникового прибора, работающего в области высоких токов. Глобально разработка предлагаемой методики получения квазиобъемных слоев β-Ga2O3 позволит существенно развить технологию приборов на основе оксида галлия
