Полуполярный GaN(11-22) на наноструктурированном Si(113): структура для снижения термических напряжений

  • Василий Николаевич Бессолов ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-7863-9494
  • Елена Васильевна Коненкова ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-5671-5422
  • Татьяна Алексеевна Орлова ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация https://orcid.org/0009-0007-8234-127X
  • Сергей Николаевич Родин ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-2236-8642
Ключевые слова: полуполярный нитрид галлия, наноструктурированный кремний, пругая и пластическая деформации структуры

Аннотация

       Сообщается о росте полуполярных GaN(11-22) слоев методом эпитаксии из металлоорганических соединений на нано-структурированной подложке NP-Si(113). Показано, что упругие деформированные структуры GaN(11-22)/NP-Si(113) при зарождении островкового слоя формируют нано-метровый “податливый” слой кремния на подложке, а упругие напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов GaN и Si в такой структуре, уменьшаются

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Василий Николаевич Бессолов, ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация

к. ф.-м. н., с. н. с., с. н. с., Физико-технический институт им. А. Ф.
Иоффе Российской академии наук (Санкт-Петербург, Российская Федерация)

Елена Васильевна Коненкова, ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация

к. ф.-м. н., с. н. с., Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе
Российской академии наук (Санкт-Петербург, Российская Федерация)

Татьяна Алексеевна Орлова, ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация

к. ф.-м. н., н. с., Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе
Российской академии наук (Санкт-Петербург, Российская Федерация)

Сергей Николаевич Родин, ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Политехническая ул., 26, Санкт-Петербург 194021, Российская Федерация

н. с., Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе Российской академии наук (Санкт-Петербург, Российская Федерация)

Литература

Dadgar A. Sixteen years GaN on Si. Physica Status Solidi (b). 2015;252(5): 1063–1068. https://doi.org/10.1002/pssb.201451656

Tanaka A., Choi W., Chen R., Dayeh Sh. A. Si complies with GaN to overcome thermal mismatches for the heteroepitaxy of thick GaN on Si. Advanced Materials. 2017;29: 1702557. https://doi.org/10.1002/adma.201702557

Tanikawa T., Hikosaka T., Honda Y., Yamaguchi M., Sawaki N. Growth of semi-polar (11-22) GaN on a (113) Si substrate by selective MOVPE. Physica Status Solidi (c). 2008;5: 2966–2968. https://doi.org/10.1002/pssc.200779236

Bai J., Yu X., Gong Y., Hou Y. N., Zhang Y., Wang T. Growth and characterization of semi-polar (11-22) GaN on patterned (113) Si substrates. Semiconductor Science and Technology. 2015;30: 065012. https://doi.org/10.1088/0268-1242/30/6/065012

Li H., Zhang H., Song J., Li P., Nakamura Sh., DenBaars S. P. Toward heteroepitaxially grown semipolar GaN laser diodes under electrically injected continuous-wave mode: From materials to lasers. Applied Physics Reviews. 2020;7: 041318. https://doi.org/10.1063/5.0024236

Wang T. Topical review: Development of overgrown semi-polar GaN for high efficiency green/ yellow emission. Semiconductor Science Technology. 2016;31: 93003. https://doi.org/10.1088/0268-1242/31/9/093003

Ishikawa H., Shimanaka K., Tokura F., Hayashi Y., Hara Y., Nakanishi M. MOCVD growth of GaN on porous silicon substrates. Journal of Crystal Growth. 2008;310: 4900–4903. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2008.08.030

Lo Y. H. New approach to grow pseudomorphic structures over the critical thickness. Applied Physics Letters. 1991;59(18): 2311-2313. https://doi.org/10.1063/1.106053

Wang K., Song Y., Zhang Y., Zhang Y., Cheng Z. Quality improvement of GaN epi-layers grown with a strain-releasing scheme on suspended ultrathin Si nanoflm substrate. Nanoscale Research Letters. 2022;17(1): 99. https://doi.org/10.1186/s11671-022-03732-1

Wang X., Wu A., Chen J., Wu Y., Zhu J., Yang H. Study of GaN growth on ultra-thin Si membranes. Solid State Electron. 2008;52(6): 986–989. https://doi.org/10.1016/j.sse.2008.01.026

Smirnov V. K., Kibalov D. S., Orlov O. M., Graboshnikov V. V. Technology for nanoperiodic doping of a metal–oxide–semiconductor field-effect transistor channel using a self-forming wave-ordered structure. Nanotechnology. 2003;14(7): 709–715. https://doi.org/10.1088/0957-4484/14/7/304

Bessolov V. N., Kompan M. E., Konenkova E. V., Rodin S. N. Deformation of semipolar and polar gallium nitride synthesized on a silicon substrate. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Fizicheskaya. 2022;86(7): 981–984. (In Russ., Abstract in Eng.). https://doi.org/10.31857/S0367676522070109

Kim Ch., Robinson I. K., Myoung J., Shim K., Yoo M. C., Kim K. Critical thickness of GaN thin films on sapphire (0001). Applied Physics Letters. 1996;69: 2358–2360. https://doi.org/10.1063/1.117524

Freund L. B., Floro J. A., Chason E. Extensions of the Stoney formula for substrate curvature to configurations with thin substrates or large deformations. Applied Physics Letters. 1999;74: 1987–1989. https://doi.org/10.1063/1.123722

Krost A., Dadgar A., Strassburger G., Clos R. GaN-based epitaxy on silicon: stress measurements. Physica Status Solidi (a). 2003;200(1): 26–35. https://doi.org/10.1002/pssa.200303428

Katona M., Speck J. S., Denbaars S. P. Effect of the nucleation layer on stress during cantilever epitaxy of GaN on Si (111). Physica Status Solidi (a). 2002;194(2): 550–553. https://doi.org/10.1002/1521-396x(200212)194:2<550::aid-pssa550>3.0.co;2-r

Wang K., Reeber R.R. Thermal expansion of GaN and AlN. Materials Research Society Symposia Proceedings. 1998;482: 863–868. https://doi.org/10.1557/PROC-482-863

Tanaka A., Choi W., Chen R., Dayeh Sh. A. Si complies with GaN to overcome thermal mismatches for the heteroepitaxy of thick GaN on Si. Advanced Materials. 2017;29(38): 1702557. https://doi.org/10.1002/adma.201702557

Опубликован
2023-10-12
Как цитировать
Бессолов, В. Н., Коненкова, Е. В., Орлова, Т. А., & Родин, С. Н. (2023). Полуполярный GaN(11-22) на наноструктурированном Si(113): структура для снижения термических напряжений. Конденсированные среды и межфазные границы, 25(4), 514-519. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11477
Раздел
Оригинальные статьи