Иновации в технологиях

Нитриды  -  ALD метод 

Твердые растворы полупроводниковых нитридов галлия и алюминия являются наиболее многообещающими материалами оптоэлектроники, работающими в диапазоне синего и ультрафиолетового света, а также для мощной и высокочастотной электроники. Ширина запрещенной зоны для этой системы меняется от 3,4 эВ для GaN до 6,2 эВ для AlN. Все нитриды элементов 3 группы являются прямозонными, и поэтому являются эффективными эмиттерами света. Разработка высокоэффективных синих светодиодов, а также лазеров в ближнем ультрафиолете, позволила применить такие светодиоды в больших уличных экранах, автомобилестроении, при разработке высокоплотной системе записи информации (Blu-ray диски), при которой на одном диске можно записать до 50 Гб информации, что на порядок выше обычных DVD дисков. Нитриды элементов 3 группы представляют интерес с точки зрения создания высокочастотных полевых транзисторов большой мощности для замены магнетронов в СВЧ печах, а также в СВЧ связи для мощных модуляторов.  

В настоящее время для получения пленочных структур на основе нитридов наиболее распространена технология CVD, после пионерских работ Ш. Накамуры. В настоящее время получение сине-фиолетовых светодиодов и лазеров довольно хорошо изучено. В то же время проблема расширения цветового диапазона нитридных структур пока еще не решена. Известно, что нитрид индия (InN) имеет ширину запрещенной зоны 0,7 эВ, что соответствует ближнему ИК диапазону света. При создании твердого раствора  InGaN можно было бы перекрыть в этом нитриде весь видимый и ближний ИК и УФ диапазон длин волн. Проблема состоит в том, что высокая температура синтеза (порядка 1000оС) приводит к испарению индия с подложки в процессе синтеза. Коэффициент прилипания падает до величины 0,02-0,05, что требует повышения давления паров индий содержащих прекурсоров в 20-40 раз, по сравнению с другими прекурсорами. В применяемых  в настоящее время в производстве открытых технологических процессах это затруднено, поэтому разработанный нами технологический процесс выращивания тонких пленок послойным методом ALD в замкнутом реакторе минимального объема и большой площади подложек является очень перспективным, нацеленным на реальную коммерциализацию разработки. Оригинальный, защищенный  технологический процесс, разработанный нами, позволил успешно преодолеть главный недостаток метода ALD – низкую скорость роста пленок. Нам удалось повысить скорость роста пленки более чем на порядок, до величины 3-7 мкм в час, что не уступает скорости роста пленок в CVD технологии. Важной особенностью разработанной технологии является относительная простота технологического процесса и невысокая себестоимость. Основным преимуществом разработанного HRS Oy. технологического процесса является возможность получения нового продукта – светоизлучающих структур в широком диапазоне длин волн и высокочастотных полевых транзисторов на основе структур InGaN на подложках большой площади.