автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Разработка основ технологии получения эпитаксиальных слоев GaN,InxGa1-xN и AlxGa1-xN методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений для светоизлучающих структур

На правах рукописи

Ермошин Иван Геннадьевич

РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ Са1Ч, 1пхСа!.хК и АЬ^а,^ МЕТОДОМ ГАЗОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ ИЗ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ

СТРУКТУР

Специальность 05.27.06 «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов

электронной техники»

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степе; 0034 --

кандидата технических наук

Москва 2009 г.

003479513

Работа выполнена на кафедре «Технологии материалов электроники» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»" и в ЗАО «Элма-Малахит» ДО ОАО «Концерн Энергомера»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: ОАО ЦНИИ «Циклон»

доктор технических наук, профессор Сушков Валерий Петрович

доктор технических наук, профессор Вигдорович Евгений Наумович кандидат технических наук, руководитель лаборатории

Никифоров Сергей Григорьевич

Защита диссертации состоится « 2009 г. в /у ч. 39 мин.

на заседании диссертационного совета Д212.132.06 при ФГОУ ВПО "Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»" по адресу: 119049, Москва, В-49, Крымский Вал, д. 3, ауд. К-421.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»".

Отзывы на автореферат и диссертацию направлять по адресу: 119049 Москва, Ленинский пр-т, 4, МИСиС

Автореферат разослан «_ »РКТЯ&рЛлт г.

Учёный секретарь диссертационного совета: доктор физико-математических наук, профессор

-¿-г?

Гераськин В.В.

Общая характеристика работы Актуальность темы

Нитриды элементов III-группы способны образовывать твердые растворы, позволяющие непрерывно изменять ширину запрещенной зоны от 6,2 эВ (A1N) до 3,4 эВ (GaN) и до 1,9 эВ (IiiN). Это обуславливает возможность изготовления устройств с высокой эффективностью, например, светодиодов и фотоприемников, способных работать в очень широкой области спектра излучения. Кроме того, материалы на основе GaN успешно используются для создания мощных СВЧ приборов, таких как транзисторы с высокой подвижностью электронов (НЕМТ), работающие при высоких температурах.

Изготовление объемных монокристаллов нитридов группы III является сложным процессом. Высокие темпера-туры плавления и высокие парциальные давления азота препятствуют применению традиционных способов получения кристаллов. В связи с этим попытки получения больших кристаллов нитридов группы III на промышленной основе до сих пор были безуспешны. Единственной реальной возможностью изготовления монокристаллического GaN является получение эпитаксиальных слоев с использованием подходящих подложек из других материалов.

Практическое значение для получения гетероструктур на основе GaN получили методы молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (МОГФЭ (МОС-гадридная эпитакспя)). Для всех этих методов в настоящее время ещё не существует полное понимание основополагающих механизмов роста. Очевидно, что требуются дальнейшие теоретические и экспериментальные работы в этом направлении.

Среди излучающих приборов на основе нитридов элементов Ш-группы особое место по многообразию областей применения и массовости производства занимают светодиоды синего и белого цвета свечения на основе синих кристаллов со стоксовским люминофорным покрытием. При этом от кристаллов требуется не только высокая эффективность излучения, но и значение длины волны в максимуме спектра в узких пределах от 455 до 465 нм.

К настоящему времени сформулированы основные требования к конструктивным особенностям многослойных эпитаксиальных гетероструктур для светодиодов и выработаны основные подходы к технологии выращивания гетероструктур на основе GaN, но все еще существует много проблем, связанных с проведением последовательного роста эпитаксиальных слоев GaN и слоев твёрдых растворов InxGai.xN и AlxGai.xN, входящих в конструкцию гетероструктуры. Свойства этих слоев формируются в процессе роста и определяются множеством технологических параметров, оказывающих влияние на процесс их осаждения в реакторе определённой конструкции (вертикального или горизонтального типа), которые и будут рассмотрены в данной работе. Проблема усложняется необходимостью формирования наноразмерных слоев InxGai.xN и GaN в наборе квантовых ям (КЯ) и барьеров в активной области гетероструктуры, поэтому разработка новых подходов и оптимизация существующих методов выращивания гетероструктур для синих и белых светодиодов с квантоворазмерной активной областью является важной и актуальной задачей.

Целью лиссертаппопной работы является разработка основ технологии изготовления гетероструктур для светодиодов, содержащих эпитаксиальные слои йаМ и слои твёрдых растворов 1пхОа1.х^т и А1хОац<М.

Для достижения поставленной цели, с учётом проведённого анализа проблемы, в работе решались следующие основные задачи:

1. Изучение особенностей получения монокристаллических слоев ОаКт на подложках сапфира и последующих слоев твёрдых растворов ГпхбакхМ и АМЗаихК методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (МОГФЭ) в реакторе вертикального типа с быстровращакяцимся подложкодсржателем для установления взаимосвязи между температурно-временными параметрами процесса роста и структурными, электрическими и оптическими свойствами эпитаксиальных слоев, а так же определение оптимальных технологических режимов получения гетероэпитаксиальных структур.

2. Выявление причин формирования структурных дефектов и оптимизация условий роста для уменьшения уровня дефектности в получаемых слоях.

3. Исследование видов конструкций квантоворазмерной активной области светодиодных структур для установления влияния её параметров на излучательные характеристики приборов. Определение технологических подходов по увеличению эффективности излучения и однородности значений длины волны в максимуме спектра излучения по площади структуры.

4. Определение оптимальных режимов постростовой обработки эпитаксиальных слоев СаЫ и А1хОа,.хК легированных магнием, на формирование р-слоёв с высокой концентрацией активных акцепторов, необходимой для последующего создания слоёв, эффективно блокирующих инжекцию электронов, и низкоомных контактов.

5. Создание комбинированной методики оценки качества получаемых гетерокомпозиций (структурных, оптических и мощностных характеристик), включающей:

- определение структурного совершенства получаемых материалов, плотности дислокаций, толщины и состава слоёв в гетероструктуре с помощью рентгеновской дифрактометрии;

- определение внешнего квантового выхода и эффективности излучения гетероструктуры с помощью фотометрии и спектрометрии.

Научная новизна работы

1. Свойства буферных слоев СаЫ определяются характеристиками переходного процесса от трехмерного зародьппеобразования к двухмерному росту, который в свою очередь определяется технологическими параметрами (диапазоном температур, скоростью подъёма температуры и составом газовой фазы).

2. Механизм зародышеобразовалия GaN на подложке сапфира значительным образом определяется наличием примеси кислорода в парогазовой смеси.

3. Трапециевидное распределение индия в квантовых ямах повышает локализацию инжектированных носителей заряда и увеличивает внутренний квантовый выход излучения благодаря уменьшению механических напряжений на границах раздела КЯ и барьеров.

4. В процессе активации акцепторной примеси магния попарное расположение гетерострукгур «сэндвич-методом» способствует созданию избыточного давления азота в промежутке между слоями p-GaN, что предотвращает разложение их поверхности.

Практическая ценность работы

1. Разработанные технологические режимы выращивания слоев светодиодных гетерострукгур позволили получить в соответствии с требованиями заказчика такие излучательные характеристики при измерениях на пластине, как внешний квантовый выход излучения не менее 10%, длину волны излучения в максимуме спектра 460±5 нм и малый разброс этой характеристики в пределах ±5 нм для разных областей пластины.

2. Создан метрологический комплекс, позволяющий проводить оптимизацию технологического процесса получения светодиодных структур по результатам измерений их структурных и оптических свойств.

3. Разработан бесконтактный метод прогнозирования будущей эффективности излучения светодиодных чипов, изготовленных из разных областей пластины, по экспериментальным данным рентгенодифракционных измерений полуширины кривых качания (П1ИКК) в этих областях.

4. Введение программного изменения температуры при росте активной области снижает влияние спонтанной кристаллизации на свойства гетерострукгур.

5. На основе результатов, полученных в данной работе, разработана МОГФЭ технология получения гетероструктур в системе GaN/InGaN/AlGaN для светодиодов и организован выпуск их опытных партий в ЗАО «Элма-Малахит» по ТУ ГК 6541-004-40363540-08 (Акт внедрения прилагается).

Научные положения, выносимые на защиту

1. Скорость подъёма температуры в переходном процессе от трехмерного зародышеобразования к двухмерному росту определяет струюурные свойства и морфологию поверхности гетероэпитаксиальных слоев GaN на сапфире на начальных стадиях их выращивания наряду с другими технологическими параметрами (такими, как скорость расхода триметилгаллия, соотношение компонентов V/III, давление и состав атмосферы в реакторе).

2. Кристаллическое совершенство, электрические свойства и морфология поверхности слоев гетерострукгуры (GaN, InxGai.xN, и AlxGai.xN) в сильной степени зависят от парциальных давлений металлоорганических соединений элементов Ш-группы и их соотношения между собой и с аммиаком.

3. Длина волны излучения структур зависит одновременно от толщины квантовых ям и содержания индия в КЯ. Установлены оптимальные значения диапазона температур и скорости роста набора КЯ в активной области, обеспечивающие высокую однородность длины волны и эффективности излучения по площади гетероструктур.

4. Профиль распределения индия в квантовых ямах влияет на внешний квантовый выход, однородность длины волны излучения в максимуме спектра и однородность распределения интенсивности излучения по площади структуры. Наилучшие результаты

получены при трапециевидном плавном распределении индия с градиентом 0,2 объёмной доли 1п/нм.

5. Температура и состав атмосферы при постростовой термообработке структур определяют получение низкоомных р-слоёв А1хОац^ и СаМ с высокими концентрациями активных акцепторов магния, необходимых для эффективного блокирования инжекции электронов из активной области и для формирования низкоомных контактов к р-области.

Личный вклад И.Г. Ермошина состоял в проведении технологических процессов выращивания светодиодных гетероструктур, в создании метрологического комплекса, позволившего проводить оптимизацию технологического процесса получения структур по результатам измерений их структурных и оптических свойств, во внедрении разработанной технологии в промышленное производство, подтверждённое актом внедрения.

Апробация результатов работы

Основная часть работы была выполнена на предприятии ЗАО «Элма Малахит». Производство светодиодов осуществлялось на ЗАО «Светлана-Оптоэлекгроника» и ФГКП «Пульсар».

Результаты работы докладывались на:

- IV российско-японском семинаре "Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники", 2006;

- V Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы", МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2007;

- 62-е дни науки студентов МИСиС - международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции, 2007;

- V российско-японском семинаре "Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники", 2007;

- VI Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы", Санкт-Петербург, 2008.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 - в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК и 1 - в зарубежных изданиях.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов и библиографического списка цитированной литературы. Работа изложена па 135 страницах, включая 56 рисунков, 30 формул, 5 таблиц, библиографический список цитированной литературы из 69 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко излагаются перспективы использования GaN в качестве материала для оптоэлектронных приборов, а также обоснована актуальность оптимизации технологии получения высококачественных слоев GaN и твёрдых растворов InxGai.xN и AlxGai.xN, необходимых для изготовления высокоэффективных светодиодов.

В первой главе представлен обзор текущего состояния рынка оптоэлектронных приборов, а также приводятся данные, подтверждающие перспективность соединений GaN, AIN и InN по сравнению с другими материалами, и что возможности нитридов, как основы для изготовления излучающих структур, еще не полностью раскрыты.

Физико-химические особенности нитридов обуславливают чрезвычайную сложность получения монокристаллов этих соединений. Единственной реальной возможностью изготовления монокристаллического GaN является получение эпитаксиальных слоев с использованием подходящих подложек из других материалов поэтому в работе представлен анализ возможности использования подложек из различных материалов, в особенности из Si, SiC и АЬОэ (сапфир). Проведён сравнительный анализ газофазных методов получения GaN: молекулярно-лучевой эпитаксии, хлоридно-гидридного метода и металлоорганической газофазной эпитаксии (МОГФЭ), на основе которого сделан вывод, что для получения приборных структур на основе GaN наиболее привлекательной промышленной технологией является МОГФЭ. Приводятся данные о влиянии разориентации подложки на качество получаемых слоев GaN. Изложены физические основы работы светодиодов и параметры структуры, определяющие их излучательные свойства.

Вторая глава посвящена описанию использованного технологического оборудования и решению ряда принципиальных проблем, связанных с разработкой и освоением промышленной технологии получения многослойных эпитаксиальных гетероструктур на основе системы GaN/InGaN/AlGaN.

В работе использована установка МОС-гидридной эпитаксии фирмы Veeco D-180 GaN. Эта установка позволяет использовать одновременно до 6 сапфировых подложек (0001) диаметром 50,8 мм и, следовательно, пригодна для промышленного производства структур. Особенностями системы D-180 являются: реактор вертикального типа с быстро вращающимся диском подложкодержателя, двухзонный нагрев подложкодержателя и система раздельного распределения газовых потоков алкилов и аммиака. Эти конструктивные особенности установки обуславливают выбор оптимальных технологических режимов выращивания эпитаксиальных слоев GaN, InxGai-xN и AlxGai-xN, определяющих свойства получаемых гетероструктур. Эти режимы могут отличаться от режимов, оптимальных для установок с реакторами горизонтального типа, например, установок фирмы Aixtron.

В настоящей работе в установке использовалась встроенная система контроля (in-situ) роста на основе рефлектометра «EpiMetric». Данная система позволяет контролировать многостадийный процесс гетероэпитакеш GaN на сапфировых подложках и твёрдых

растворов 1пхОа1.хН и АЬОат.хК По рефлектограммам, полученным в процессе роста, определяется скорость роста и толщина наносимых слоев, а по амплитуде осцилляций и характеру изменения интенсивности отражения оценивается качество осуществления гетероэпитаксиального роста ваМ.

В качестве источников метзллоорганических соединений в установке используются: триметилгаллий (ТМв), триметилалюминий (ТМА) и триметилиндий (ТМ1). Прежде чем разрабатывать технологический процесс роста многослойной гетероструиуры в целом, было необходимо провести ряд исследований по определению параметров выращивания отдельных слоев. Была исследована зависимость скорости роста слоя ОаЫ от скорости потока ТМв, а также определена скорость его травления слоя в стандартных для данной установки условиях двухмерного роста: температура 1050 °С, давлепие в реакторе 500 мм рт.ст. Были изучены особенности выращивания слоев твердых растворов А1хСаю^ и 1пхОа1.х1^. Установлено, что при росте слоя А1хОа|.хК при давлении в реакторе 500 мм рт.ст. мольная доля алюминия плохо контролируется скоростью подачи ТМА в реактор. Такое поведение связано с существованием паразитных реакций между аммиаком и ТМА в газовой фазе. Вместе с тем, было установлено, что содержание А1 удается контролировать путем снижения давления в реакторе до 200 мм рт.ст ( рис. 1(а)).

Получение слоев 1пхОа]^ с контролируемым содержанием индия необходимо проводить при гораздо более низких температурах (ниже 800 °С), чем при выращивании слоев йаЫ, что объясняется высокой летучестью атомов индия. При этом состав твердого раствора ¡пхСаьхЫ можно контролировать путем изменения температуры роста (рис. 1(6)).

» 0.20

< 0.15

| 0,10

с: о £

о,г

0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 500 600 700 800 900

TMG температура роста. °С

TMG+fMA

(а) (б)

Рис. 1 Особенности формирования трехкомпонентных слоев

(а) - AlxGa,.xN, (б) - InxGa,.xN

В завершении главы представлены результаты исследований технологии легирования слоев GaN и AlxGai.xN донорами и акцепторами. Для получения слоев n-типа проводимости в качестве источника легирования кремнием используется моносилан (S1H4), а для слоев р-типа в качестве источника легирования магнием дициклопентадиенилмапшя (Cp2Mg). Установлено, что получение слоев р-типа проводимости имеет ряд особенностей по

сравнению с получением слоев n-типа проводимости. Слои GaN и AlxGai.xN, легированные магнием в процессе выращивания гетероструктуры, имеют низкую концентрацию дырок из-за образования нейтральных комплексов [Mg-H]°. Для активации легирующей примеси (увеличению концентрации дырок) необходимо проведение дополнительной термообработки получаемых слоев. Этот процесс послеростовой обработки структур осуществлялся в специальной установке с лучевым нагревом. Особенности технологии термообработки изложены в четвёртой главе.

Третья глава содержит описание метрологического обеспечения работы. Для разработки и последующей оптимизации технологии получения слоёв гетероструктуры, естественно, требовалось проведение измерений их структурных, электрических и оптических свойств. Был создан метрологический комплекс, включавший: рентгеновскую дифрактометрическую установку для изучения кристаллических свойств получаемых слоёв, а также для оценки их толщины и состава в многослойной гетероструктуре; установку для измерения спектров и интенсивности электролюминесценции; установку для измерения мощности излучения. Ниже приведено более подробное описание каждой из установок.

Для оптимизации ростовых условий в данной работе широко использовались результаты измерений, полученных на основе рентгеновской дифрактометрии на специализированной установке Vector GaN фирмы Accent. Создана методика проведения дифрактометричеких измерений в двукристалльной и трехкристалльной геометрии отражения. По полученной в двукристалльном эксперименте кривой качания, точнее по величине её полуширины, определялось кристаллическое совершенство слоев. Кривые качания, полученные из трехкристалльного эксперимента, использовались для определения толщин отдельных слоев, периода квантовых ям, а также состава твердых растворов.

Установка для измерения спектров и интенсивности излучения была построена на основе цифрового спектрометра AvaSpec-2048. Для измерения излучательных характеристик на выращенную гетерострутуру наносились индиевые контакты в нескольких точках. Излучение выводилось наружу через сапфировую подложку. Пластина помещалась на контактный столик таким образом, чтобы область излучения вблизи выбранной точки попадала в смотровое окно спектрометра. Измерения проводились при токе 5 мА. Созданная методика служила для оценки интенсивности излучения и длины волны в максимуме спектра, что было также положено в основу оптимизации условий роста гетероструктур.

В созданной установке для измерения мощности излучения Р0пт, Вт использовался кремниевый фотодиод ФД-24К с известной спектральной кривой чувствительности S(a), А/Вт. Мощность Рот,, определялась по формуле (1): Р _ (Аь 1фон)

S(A) IU

где: 1ф - величина обратного тока через фотодиод при подаче смещения 9 В и прямом токе через излучающую область структуры Iv, 1фсН - величина фонового обратного тока фотодиода при Iv=0. Величину S(1) можно взять постоянной при величине Я, соответствующей положению максимума спектра излучения, так как полуширина спектра

синего светодиода составляет не более 20 нм. Измерив мощность излучения, можно рассчитать внешний квантовый выход Г} излучающей области, который определяется как отношение числа испущенных этой областью фотонов Ыф наружу к числу инжектированных электронов N. в единицу времени (секунду) по формулам (2):

К=I¿е; Щ = Р„т !Ь>; Ч^Л<№% (2)

где: е - заряд электрона, Лу - энергия квантов в максимуме спектра излучения.

(Заметим, что на практике для перевода значений энергии кванта в длину волны излучения

удобно пользоваться соотношением Ь>, эВ = 1239/Я, нм).

При этом внутренний квантовый выход т)пнпг связан с внешним квантовым выходом 7) соотношением:

Т)внутр = Ц/к (3)

где к - коэффициент вывода излучения наружу). При принятой методике измерений в настоящей работе к=0,25.

Наконец, измерив падение прямого напряжения нри токе 1пр, можно рассчитать эффективность (КПД) т]„/,ф излучающей области. По определению она равна отношению мощности излучения Р„„ к приложенной электрической мощности Л ,=/„,, Г7„р и ее величина связана с внешним квантовым выходом соотношением (4):

П4>4>= !Рэп= Г) (Ь/еЦ,„) (4)

В четвертой главе представлены результаты комплексной послойной оптимизации технологии выращивания светодиодных гетерострукгур.

В то время как имеются общие достаточно ясные представления о необходимых электрических и оптических свойствах, которыми должны обладать гетероструктуры для изготовления эффективных светодиодов, нет полного представления о виде оптимальной послойной конструкции гетерострукгур, так как известные опубликованные данные весьма противоречивы. В настоящей работе за основу была выбрана структура (рис. 2), состоящая из зародышевого слоя GaN и буферного слоя п-ваМ, выполняющего роль эмиттера электронов; активной области из набора специально нелегированных квантовых ям (КЯ) состава ЫхОамсЫ и барьеров ваМ; и, наконец, р-слоёв АМЗаихИ и ва\т. Слой р-АЫЗаьхК играет роль эмиттера дырок и блокирует инжекцию электронов из активной области, контактный слой р-ваЫ выращивается для получения низкого сопротивления омического р-контакта в последующей технологии изготовлении светодиодов.

Процесс оптимизации технологии выращивания светодиодных гетерострукгур состоял из нескольких этапов. На первом этапе было необходимо получить зародышевый и буферный слой п-СаЫ с высоким кристаллическим совершенством и высокой подвижностью носителей заряда. На втором этапе была проведена оптимизация конструкции и технологии выращивания активной области излучающей структуры, позволившая получить требуемые характеристики по длине волны и эффективности излучения. На заключительном этапе были

проведены технологические исследования получения р-слоёв А1хОа|.хЫ и ОаЫ с требуемой высокой концентрацией дырок.

р-контакт

Первый этап технологии начинается с высокотемпературного отжига подложек при температуре 1 ] 00 °С в водородной атмосфере для удаления загрязнений с поверхности сапфира. Затем температура снижается и начинается выращивание зародышевого слоя GaN в атмосфере аммиака и триметила галлия. Было установлено, что в диапазоне температур 500600 "С скорость роста низкотемпературного зародышевого слоя GaN слабо зависит от температуры и определяется расходом компонентов III- и V-групп. Так как компонент V-группы (аммиак) подается с большим пересыщением (при этих температурах его диссоциация мала), то скорость роста определяется расходом триметила галлия (TMG). Определено, что при оптимальной скорости потока TMG, равной 65-75 мкмоль/мин, максимальное значение скорости осаждения составляет около 13нм/мин при температуре 520 °С. При этих оптимальных условиях формируется слой GaN с толщиной порядка 50 нм и с такими размерами и плотностью распределения зародышей, которые на последующем этапе подъема температуры перекристаллизуются и образуют сплошное покрытие с низкой плотностью дефектов, что в последующем буферном слое GaN, выращиваемом при высокой температуре, обеспечивается его высокое качество. Установлено, что на формирование сплошного слоя GaN с низкой плотностью дефектов также существенно влияет скорость перекристаллизации при изменении температуры от 540 °С до температуры роста основного буферного слоя GaN, равной 1050 °С.

Рис. 3 Зависимость электрофизических характеристик и вид поверхности слоев ваК от скорости перекристаллизации

Как видно из рис. За и рис. 36. оптимальная скорость изменения температуры составляет 25-30 град/мин. при такой скорости перекристаллизации в буферном слое достигается низкая концентрация неконтролируемых доноров (по-видимому, вакансий азота) и максимальная величина подвижности электронов, что свидетельствует о высоком кристаллическом совершенстве получаемого слоя. Последнее подтверждается малой величиной ширины кривых качания (рис. 36). Кроме того, морфология поверхности для такого режима перекристаллизации характеризуется минимальной величиной шероховатости (рис. Зв — неоптимизированные и рис. Зг - оптимизированные условия перекристаллизации), что важно для последующего выращивания активной области излучающей структуры на втором этапе технологии.

Содержание водорода в процессе перекристаллизации также влияет на свойства зародышевого слоя. Более продолжительный подъем температуры и повышенное содержание водорода приводит к повышенному испарению зародышей, образованных на этапе осаждения, и приводит к образованию пор в сплошном слое БаК, что ведет к высокой дефектности последующих слоев. С другой стороны, при быстром подъеме температуры не происходит достаточного преобразования отдельных зародышей в сплошной слой, и полученный таким образом слой характеризуется повышенной шероховатостью. Оптимальная скорость подъема температуры составляет 25-30 град/мин.

В ходе проведения данной работы было обнаружено, что наличие кислорода на начальной стадии гетероэпитаксиального роста драматически сказывается на кристаллических свойствах получаемых слоев. Возможными источниками кислорода являются повышенное его содержание в поступающих газах, а также низкая вакуумная плотность газопроводов. Проведенные эксперименты показали, что при наращивании зародышевого и буферного слоев ОаК при повышенном содержании кислорода (более 5 • 10"! - 7 ■ 10"5 объёмной, доли) получаемые буферные слои ваЫ характеризуются крайне низким кристаллическим совершенством (что подтверждено рентгенометрическими измерениями) (рис. 4а. кривая 2) и на поверхности пластины возникают характерные матовые области (рис. 46) При содержании кислорода более 10"" об. доли рост монокристаллического буферного слоя полностью отсутствует (см. рис. 4а. кривая 3). Проблему удалось решить введением газоанализирующих систем контроля и повышенным вниманием к состоянию газового оборудования.

1 - стандартный процесс

2 - повышенное содержание кислорода

3 - предельно высокое содержание кислорода

Время, сек

(а) (б)

Рис. 4 Рефлектограммы процессов роста при различном содержании кислорода (а) и изображение пластины с матовой областью (б)

Первый этап технологии заканчивается выращиванием буферного слоя ОаК. Было установлено, что оптимальная величина скорости роста буферного слоя с высокими структурными и электрофизическими характеристиками составляет 2 мкм/час. Более медленные скорости роста приводят к формированию слоев с значительным уровнем дефектности из-за образования вакансий азота, повышенные скорости приводят к загрублению поверхности. Оптимизированная толщина буферного слоя составляла 2,2 — 2,4 мкм. Зародышевый и буферный слои в процессе роста были легированы примесью кремния. Концентрация электронов в п-ваК буферном слое составляла 10'8 см"3.

На втором этапе разработки технологии выращивания светодиодных гетероструктур проведена оптимизация конструкции и технологии выращивания активной области излучающей структуры, состоящей из набора квантоворазмерных ям 1пхОа|.хК и более широкозонных барьеров ОаЫ с определенной длиной волны в максимуме спектра излучения. У структур, используемых при изготовлении кристаллов для синих и белых светодиодов.

необходимая длина волны в максимуме спектра излучения и её разброс по всей площади структуры должны составлять 460±5 нм. Поэтому прежде всего было необходимо выяснить, как эти характеристики зависят от технологических параметров эпитаксии. Известно, что длина волны излучения определяется шириной запрещенной зоны 1пхОа]-хМ, зависящей как от мольной доли индия в квантовых ямах, так и от толщины КЯ.

Выше было показано (рис. 1(6)), что получение слоёв 1пхОа|.хЫ с контролируемым содержанием индия необходимо проводить при температурах ниже 800 °С. Однако, при слишком низких температурах возникают трудности с ростом эпитаксиальных слоев высокого кристаллического качества. Это связано с одной стороны с уменьшением доли диссоциировавшего аммиака, а с другой стороны с уменьшением длины поверхностной диффузии атомов индия. В итоге было установлено, что температура роста слоёв КЯ с необходимым содержанием индия X—0,1—0,15 и гладкой морфологией поверхности должна находиться в диапазоне температур 720 - 770 °С.

Была проведена серия процессов получения гетероструктур при разных условиях роста их активной области с целью установления зависимостей длины волны в максимуме спектра излучения от содержания индия в слоях КЯ и их толщины. Определение толщины слоёв КЯ и содержание индия в них осуществлялось методом рентгеновской дифрактометрии. Зависимость длины волны в максимуме спектра излучения от содержания индия в слоях КЯ построена на основе данных для гетероструктур, имеющих одинаковую толщину слоёв, равную 2,5 нм (рис. 5). Зависимость длины волны в максимуме спектра излучения от толщины слоёв КЯ построена на основе данных для гетероструктур, имеющих примерно одинаковое содержание индия в КЯ вблизи Х=0,1 (рис. 6). Как видно, обе экспериментальные зависимости имеют практически линейный характер. Видно, что длину волны излучения можно отдельно контролировать как с помощью величины содержания 1п в квантовых ямах, так и временем получения слоёв КЯ при одинаковой скорости их роста.

Хотя процессы выращивания всех КЯ с одинаковой толщиной 2,5 нм и одинаковым содержанием индия Х=0,1 проводились при одинаковой температуре в наборе ям (МКЯ), разброс длины волны излучения от процесса к процессу достигал 10-15нм. Причиной этому были неконтролируемые изменения (осцилляции) температуры в диапазоне ±3 - 7° при переходе от выращивания барьера к выращиванию последующей ямы. Для повышения воспроизводимости получения структур с заданными характеристиками было решено отказаться от такого режима роста МКЯ. Был найден оптимальным режим роста, при котором температура роста КЯ, которые находились ближе к буферному п-слою ОаМ, была на 10-20° выше и постепенно понижалась до требуемой величины в 727 - 725 °С при выращивании последней ямы. Таким образом удалось снизить разброс длины волны излучения до 3 - 7 нм по всей поверхности гетероструктуры. В перспективе разброс длины волны можно уменьшить ещё путём тонкой настройки индивидуальной ширины каждой ямы в активной области.

• 1

1

• • • 1

• »

6 7 8 9 10 11 12 13 14 содержание индия в слое 1пСа|\1, %

Рис. 5. Зависимость длины волны в максимуме спектра от содержания 1п в МКЯ

•

•

•

•

-

2 2,1 2,2 2.3 2,4 2,5 2,6 2.7 2,8 2,9 3 толщина слоя 1пСаМ в МКЯ, нм

Рис. 6. Зависимость длины волны в максимуме спектра от толщины КЯ

В публикациях часто обсуждается вопрос об оптимальном количестве КЯ в активной области. Поэтому было важно изучить влияние различного числа КЯ в структурах, полученных в сравнимых ростовых условиях на данной ростовой установке, на их излучательные характеристики. Результаты настоящих исследований показали, что для достижения наибольшей эффективности излучения количество КЯ составляет от 4 до 5. Наилучшая однородность длины волны излучения по площади структуры достигается при числе КЯ от 5 до 7, следовательно оптимальное количество квантовых ям равно 5.

В работе была поставлена и решалась задача по исследованию различных конструкций квантовых ям для установления влияния её параметров на излучательные характеристики приборов. Было проведено исследование влияния различного профиля распределения индия

в квантовых ямах на внешний квантовый выход, однородность длины волны излучения в максимуме спектра и однородность распределения мощности излучения по площади структуры. На рис. 7 приведены экспериментальные данные для трёх профилей распределения индия: «прямоугольного» (резкие границы раздела между ямами и барьерами), «трапециевидного» (плавное распределение с градиентом 0,2 об.доли 1п/нм) и «треугольного» (ещё более плавное распределение с градиентом 0,12 об.доли 1п/нм). Как видно из рис. 7, наилучшие результаты получены при трапециевидном распределении. При таком распределении индия величина квантового выхода была на 10 - 20% больше, чем при обычном прямоугольном, что, вероятно связано с меньшими механическими напряжениями на границах раздела между ямами и барьерами.

Рис. 7. Зависимость излучательных характеристик от профиля распределения индия в КЯ

На заключительном этапе технологии выращивания светодиодной гетерострукгуры необходимо получить р-слои AlxGai.xN и GaN с требуемой высокой концентрацией дырок. Слой AlxGai.xN, блокирующий инжекцию электронов из активной области и выполняющий роль эмиттера дырок, выращивался при Т=920°С и давлении в реакторе 200ммрт.ст (рис. 1(а)). Толщина слоя составляла 40 нм, содержание алюминия Х=0,15. Контактный слой GaN имел толщину около 0,1 мкм. Оба слоя легированы примесью мапшя, при этом с помощью масс-спектрометрии было установлено, что максимальная концентрация магния около 710мсм"3 достигается при скорости потока МОС Mg около 25л/час (рис.8). Дальнейшее увеличение скорости потока не приводит к увеличению содержания Mg в растущих слоях, что, по-видимому, обусловлено увеличением продуктов распада металлоорганических соединений.

й 6-ю

5

о;

я 4-ю"

Л,

1.3-10

5 10 15 20 25 30 35 40 скорость потока МОС Мд, л/час

Рис. 8 Содержание в р-слоя в зависимости от расхода МОС-\^

Как известно, из-за образования нейтральных комплексов [М£-Н]° выращенные р-слои имеют низкую концентрацию дырок, порядка 10'6 - 10" см'3, несмотря на то, что концентрация атомов магния в слое составляет 10" - 6-10" см"5. В работах Ш. Накамуры было предложена технология постростовой активации акцепторов с помощью кратковременного нагрева полученных гетероструктур в атмосфере азота, разрушающего нейтральные комплексы и, как следствие, увеличивающего концентрацию дырок.

В настоящей работе установлен оптимальный режим термообработки для получения гетероструктур с максимальной концентрацией дырок максимальным квантовым выходом излучения: ИК-лучевой нагрев в течение 1 мин до температуры 790 -800°С, отжиг при этой температуре в течение 2 мин и охлаждение в течение 1 мин в потоке азота 3-5 л/мин. Кроме того, для подавления процесса разложения приповерхностных слоев при нагреве из-за перехода азота в газовую фазу, отжиг структур проводился парами, положенных «лицом к лицу» (так называемый технологический сэндвич). Важным элементом технологии является также продувка камеры активации азотом с целью уменьшения содержания кислорода, наличие которого приводит к образованию высокоомного приповерхностного р-слоя йаЫ.

Заключительным этапом настоящей работы стало исследование излучательных характеристик получаемых гетероструктур во взаимосвязи с исследованием улучшения структурного совершенства слоев, достигнутого в описанном процессе оптимизации технологии. Известно, что дефекты кристаллической структуры в квантовых ямах и барьерах активной области гетероструктур приборов отрицательно влияют на их излучательные характеристики. Наличие локальных неоднородностей, включений и особенно дислокаций приводит к формированию глубоких энергетических уровней в запрещенной зоне и увеличивает безызлучательную рекомбинацию инжектированных носителей. Гетероэпитаксиальные слои БаМ, выращенные на сапфире, из-за различия в параметрах кристаллических решеток и ТКР имеют достаточно высокую плотность дислокаций в диапазоне 5-10' - 8-10® см"г. Используя созданный метрологический комплекс, стало возможным установить количественную зависимость внешнего квантового выхода от плотности дислокаций в выращенных гетероструктурах.

Плотность дислокаций р рассчитывалась по формуле (5), предложенной Хиршем, по данным рентгенодифрактометрических измерений параметров активной области гетероструктур.

р=р2/(9Ь2) (5)

где: р - полуширина кривой качания; Ь — вектор Бюргерса.

Внешний квантовый выход был измерен по методике, описанной выше, и рассчитан по формуле (2).

В таблице 1 представлены результаты измерений для каждой из 5 исследованных областей неоптимизированной и оптимизированной структуры.

Таким образом, по измерениям рентгеновских кривых качания можно достаточно уверенно прогнозировать излучателыше характеристики структур, что является эффективным бесконтактным экспресс-методом оценки их качества в условиях промышленного производства.

Таблица 1. Результаты измерений для 5 областей неоптимизированной и

оптимизированной структуры

№ области Плотность дислокаций р, см'2 Внешний квантовый выход излучения Т| при токе 10 мА, %

до оптимизации после оптимизации до оптимизации после оптимизации

1 2,6 ■ 10" 8,9 • 107 5,0 10,6

2 2,4 ■ 10' 8,8 • 107 6,8 11,4

3 3,6 ■ 10" 9,0 • 107 3,7 И,1

4 2,1 • 10' 8,8 • 107 8,7 11,5

5 2,2 • 10' 8,9 • 107 8,3 11,7

Выводы диссертационной работы:

1. Разработаны основы технологии изготовления гетероструктур для светодиодов, содержащих эпитаксиальные слои ваК и слои твёрдых растворов [пхваихИ и А1хОац^ методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений и организован выпуск их опытных партий в ЗАО «Элма-Малахит» по ТУ ГК 6541-004-40363540-08 (Акт внедрения прилагается).

2. Выявлено, что критическим условием для обеспечения устойчивости гетероэпитаксиального роста является наличие вакуумной плотности газовой схемы, не допускающей натекания кислорода из окружающей среды и достоверно установлено, что чистота газов, а также источников элементов III и V групп по содержанию примесей (в основном кислорода) критическим образом определяет структурные свойства получаемых слоев, в особенности на стадии зародышеобразования ОаЫ на подложке сапфира.

3. Свойства буферных слоев ваИ определяются характеристиками переходного процесса от трехмерного зародышеобразования к двухмерному росту, который в свою очередь определяется технологическими параметрами (составом газовой фазы, диапазоном температур и, в особенности, скоростью подъёма температуры).

4. Предложена новая конструкция активной области излучающих структур с оптимальным трапециевидным профилем распределения индия в квантовых ямах ¡ихОа^хЫ. Трапециевидное распределение шщия повышает локализацию инжектированных носителей заряда и увеличивает внутренний квантовый выход излучения благодаря уменьшению механических напряжений на границах раздела КЯ и барьеров. Наилучшие результаты получены при трапециевидном плавном распределении индия с градиентом 0,2 объёмной доли 1п/нм. Установлены оптимальные значения диапазона температур и скорости роста набора КЯ в активной области, обеспечивающие высокую однородность длины волны и эффективности излучения по гетероструктур. Разработанная конструкция и технология позволили увеличить эффективность излучения примерно на 30%.

5. Определены оптимальные значения температуры и состава атмосферы при постростовой термообработке гетероструктур, обеспечивающие получение низкоомных р-слоёв А1хОа]^ и ОаМ с высокими концентрациями активных акцепторов магния, необходимых для эффективного блокирования инжекции электронов из активной области и для формирования низкоомных контактов к р-области. В процессе активации акцепторной примеси магния впервые применено попарное расположение гетероструктур «сэндвич-методом», способствующее созданию избыточного давления азота в промежутке между слоями р-Оа>(, предотвращающего разложение их поверхности.

6. Создан метрологический комплекс для изучения структурных и оптических свойств квантоворазмерных гетероструктур для светодиодов. Разработан неразрушающий бесконтактный метод прогнозирования будущей эффективности излучения светодиодных чипов, изготовленных из разных областей гетероструктуры, по экспериментальным данным рентгенодифракционных измерений полуширины кривых качания (ПШКК) в этих областях.

7. Разработанные технологические режимы выращивания слоев светодиодных гетероструктур позволили получить заданные излучательные характеристики при измерениях па пластине, такие, как внешний квантовый выход излучения не менее 10 %, длина волны излучения в максимуме спектра 460±5 нм, малый разброс этой характеристики в пределах ±5 нм для разных областей пластины.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. И.Г. Ермошин, В.П. Сушков, «Метрология светодиодов», Сборник тезисов МИСиС 2006, С.31-33

2. И.Г. Ермошин, «Практическая электролюминесценция светодиодных структур», Труды IV российско-японского семинара "Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и навоэлектроники", 2006, С.325-330

3. I. Ermoshin «Determination of the indium content and layer thicknesses in InGaN/GaN MQW using X-ray», SILICON 2006.The tenth scientific and business conference, C.444-450

4. И.Г. Ермошин «Зависимость между формой кривой спектра люминесценции и распределением концентрации индия в квантовых ямах в синих светодиодах», 62-е дни науки студентов МИСиС - международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции, 2007, С. 150

5. И.Г. Ермошин, В.П. Сушков, «Изучение основных свойств светодиодных структур на основе квантовых ям GaNInGaN с помощью рентгеновской дифрактометрии», Труды V российско-японского семинара "Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники", 2007, С.823-830

6. И.Г. Ермошин, Ю.Н. Свешников, Р.В Харламов, «Зависимость длины волны излучения от толщины слоя InGaN в квантовых ямах», Тезисы докладов 5-й всероссийской конференции - нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы. С-Пб, 2007, С.68

7. И.Г. Ермошин, И.Н. Цыпленков, Ю.Н. Свешников, «Оптимизация технологии получения гетероструктур нитрида галлия на основе квантовых ям InGaN/GaN с использованием данных днфрактомстрнческого анализа», Известия ВУЗов "Электроника", 2008, C.49-S1

8. A.A. Арендаренко, И.Г. Ермошин, Ю.Н. Свешников, И.Н. Цыпленков, «Локализация области электролюминесценции в гетероструктурах Ga№InGaN с системой множественных квантовых ям», Тезисы докладов 6-й всероссийской конференции -нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы. С-Пб, 2008, С.123-124

9. И.Г. Ермошин, Ю.Н. Свешников, И.Н. Цыпленков, «Гетероэпитаксиальные структуры на основе нитрида галлия для полевых транзисторов», Тезисы докладов 6-й всероссийской конференции - нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы. С-Пб, 2008, С.142-143

10. И.Г. Ермошин, В.П. Сушков, «Метрология наноразмерных структур на основе питрида галлия с привлечением высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии», журнал "Приборы" №9 (99) 2008, С.46-51

11. И.Г. Ермошин, В.П. Сушков, И.Н. Цыпленков, Ю.Н. Свешников, «Применение рентгенодифрактометрических измерений параметров гетероструктур AlGaNßnGaN/GaN для прогнозирования эффективности излучения синих светодиодов», Известия ВУЗов "Материалы электронной техники", 2009, С.28-31

Подписано в печать:

22.09.2009

Заказ № 2623 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Условные обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Обзор современного состояния технологии получения гетер о структур в системе GaN/InGaN/AlGaN

1.1 Состояние и перспективы развития рынка оптоэлектронных приборов

1.2 Анализ свойств широкозонных полупроводников и твердых растворов на их основе

1.3 Проблемы когерентного сопряжения GaN с различными материалами

1.4 Сравнительный анализ газофазных методов получения GaN

1.4.1 Молекулярно - лучевая эпитаксия

1.4.2 Хлоридно - гидридный метод

1.4.3 МОС-гидридная технология 26 1.5. Особенности формирования гетероструктур на основе GaN

1.5.1. Влияние ориентации подложки сапфира на свойства слоев GaN

1.5.2. Излучательная рекомбинация в гетероструктурах с квантовыми ямами InGaN/GaN

1.5.3. Роль пьезоэлектрических полей в наборе квантовых ям InxGaj.xN и барьеров GaN

1.5.4. Роль неоднородности распределения индия в квантовых ямах InxGaixN

1.5.5. Зависимость квантового выхода излучения от плотности тока в светодиодах

Глава 2. Разработка МОС-гидридной технологии получения гетероструктур в системе AlGalnN

2.1. Запуск и освоение оборудования для реализации МОС-гидридной технологии 50 2.1.1 Конструктивные особенности установки для эпитаксии

2.1.2. Встроенные системы контроля

2.2 Исследование влияния технологических режимов на характеристики процесса эпитаксии GaN

2.2.1 Влияние скорости вращения подложкодержателя

2.2.2 Влияние состава парогазовой смеси и температуры на характер эпитаксиального роста GaN

2.3 Получение твердых растворов InxGaixN и AlxGaixN

2.3.1 Формирование состава твердых растворов AIxGaixN

2.3.2 Формирование состава твердых растворов InxGaixN

2.4 Легирование эпитаксиальных слоев GaN и твёрдых растворов InxGa1.xN и AlxGa,.xN

2.4.1 Получение эпитаксиальных слоев GaN n-типа проводимости

2.4.2 Получение эпитаксиальных слоев GaN и AlxGaixN р-типа проводимости

Глава 3. Создание системы метрологического контроля и исследования свойств квантово-размерных гетероструктур на основе системы AlGalnN

3.1 Рентгенодифрактометрические методы исследования структурных свойств слоев AlInGaN

3.1.1 Отличительные особенности дифракторметра Vector-GaN для исследования многослойных гетероструктур на основе GaN

3.1.2 Исследование структурных свойств многослойных гетероструктур методом высокоразрешающей дифрактометрии

3.2 Элекггролюминесцентные свойства гетероструктур 74 3.2.1 Установка для измерения электролюминесцентных характеристик 74 3.2.2. Методика измерения электролюминесцентных свойств светодиодной структуры на пластине 75 3.4 Измерение внешнего квантового выхода излучения гетероструктур

Глава 4. Формирование функциональных характеристик гетероструктур для светодиодов, содержащих эпитаксиальные слои GaN и слои твёрдых растворов InxGa^xN и AlxGa^xN

4.1 Оптимизация технологических условий формирования гетероструктур

4.1.1 Изучение процесса эпитаксии методом рефлекгометрии (методика)

4.1.2 Исследование технологии выращивания зародышевого слоя GaN на инородной подложке сапфира 82 4.1.2.1 Отжиг подложек сапфира

4.1.2.2. Выбор температуры выращивания зародышевого слоя

4.1.2.3. Определение оптимальных значений отношения расходов компонентов V/III и расхода ТМГ при выращивании низкотемпературного зародышевого слоя

4.1.3 Исследование технологических условий трансформации зародышевых слоев при повышении температуры (стадия 3)

4.1.4 Исследование технологии выращивания латеральных слоев GaN при высокой температуре (стадии 4 и 5)

4.1.5 Исследование влияния состава газовой атмосферы в реакторе на электрофизические свойства и кристаллографическое совершенство слоев GaN 92 4.1.6. Влияние кислорода на устойчивость процесса гетероэпитаксии нитрида галлия 95 4.2 Оптимизация конструкции и технологии формирования активной квантоворазмерной области гетероструктур 104 4.2.1. Определение влияния конструкции InxGajxN - квантовых.ям (состава и толщины) и технологических параметров эпитаксии активной области гетероструктуры на длину волны излучения в максимуме спектра

4.2.1.1. Результаты исследований при выбранных стандартных условиях эпитаксии

4.2.1.2. Результаты исследований тонкой настройки температурного режима при выращивания активной области гетероструктуры

4.3. Оптимизация параметров конструкции активной области гетероструктуры с целью увеличения эффективности излучения

4.3.1. Исследование влияния профиля распределения индия в квантовых ямах активной области на излучательные характеристики гетероструктуры

4.3.2. Определение оптимального количества квантовых ям в активной области гетероструктуры

4.4. Оптимизация конструкции и технологии формирования р-области гетероструктур, состоящей из слоев GaN и AlxGai.xN

4.4.1. Технология выращивания эпитаксиальных слоев AlxGa].xN и GaN р-типа проводимости

4.4.2. Технология активации акцепторной примеси магния в эпитаксиальных слоях AlxGaixN и GaN р-типа проводимости 118 4.5 Исследование зависимости излучательных характеристик гетероструктур от степени их кристаллического совершенства

Выводы

Актуальность работы. Базовым полупроводниковым материалом для современной микроэлектроники и интегральной техники, прежде всего для ЭВМ и микропроцессов, является кремний. Нет основания полагать, что эта ситуация коренным образом изменится и в ближайшем будущем. Однако, особенность электрофизических свойств кремния ограничивает его применение для оптоэлектронных элементов и для приборов СВЧ техники. В этой области уже давно используются полупроводниковые соединения группы AmBv, такие, как GaAs, AlAs, InP, GaP и их твердые растворы. К сожалению, эти полупроводники не позволяют решать задачи по созданию приборов высокой мощности, работающих на высоких частотах в условиях высокой температуры и приборов, генерирующих фотоны высоких энергий. В этом случае их значительно превосходят материалы с большей шириной запрещенной зоны. К этим материалам относятся нитриды элементов Ill-группы, в частности GaN, A1N, InN и твердые растворы на их основе.

Особенностью нитридов элементов Ill-группы является способность к образованию твердых растворов, позволяющих непрерывно изменять ширину запрещенной зоны от 6,2 эВ (A1N) до 3,4 эВ (GaN) и до 1,9 эВ (InN). Все это обуславливает возможность изготовления устройств с высокой эффективностью, например, светодиодов и фотоприемников, способных работать в очень широкой области спектра излучения. Кроме того, материалы на основе GaN успешно используются для создания мощных СВЧ приборов, таких как транзисторы с высокой подвижностью электронов (НЕМТ), работающих при высоких температурах.

Изготовление объемных монокристаллов нитридов группы III является сложным процессом. Высокие температуры плавления и высокие парциальные давления азота препятствуют применению традиционных способов получения кристаллов, которые применяются для кремния или GaAs. В связи с этим, до сих пор безуспешны попытки получения больших кристаллов нитрндов группы III на промышленной основе. Единственной реальной возможностью изготовления монокристаллического GaN является получение эпитаксиальных слоев с использованием подходящих подложек из других материалов. Несмотря на значительное различие по параметрам решетки и температурным коэффициентам расширения подложечных материалов с нитридными слоями на практике применяются подложки на основе Si (111), SiC (0001), GaAs(lll) и сапфира (0001). При этом, из-за технологической пригодности и экономических соображений, именно подложки сапфира получили наибольшее распространение в качестве подложечного, материала для гетероэпитаксиального роста GaN.

Практическое значение для получения гетероструктур на основе GaN в настоящее время получили методы молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (МОГФЭ (МОС-гидридная эпитаксия)), а также комбинированная МЛЭ с использованием в качестве источников металлоорганических соединений. Для всех этих методов в настоящее время не существует полного понимания основополагающих механизмов роста, прежде всего процессов, определяющих кинетику реакций, в связи с чем их возможности ограничены. Очевидно, что требуются дальнейшие теоретические и экспериментальные работы в этом направлении.

Среди излучающих приборов на основе нитридов элементов Ill-группы особое место по многообразию областей применения и массовости производства занимают светодиоды синего и белого цвета свечения на основе синих кристаллов со стоксовским люминофорным покрытием. При этом от кристаллов требуется не только высокая эффективность излучения, но и значение длины волны в максимуме спектра в узких пределах от 455 до 465 нм.

Основным методом получения гетероструктур для синих и белых светодиодов в промышленных масштабах, бесспорно, является газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений. К настоящему времени сформулированы основные требования к конструктивным особенностям этих многослойных эпитаксиальных гетероструктур и выработаны основные подходы к технологии выращивания гетероструктур на основе GaN, но все еще существует много проблем, связанных с проведением последовательного роста эпитаксиальных слоев GaN и слоев твёрдых растворов InxGai.xN и AlxGa^xN, входящих в конструкцию гетероструктурьт. Свойства этих слоев формируются в процессе роста и определяются множеством технологических параметров, оказывающих влияние на процесс их осаждения в реакторе определённой конструкции (вертикального или горизонтального типа), которые и будут рассмотрены в данной работе. Проблема усложняется необходимостью формирования наноразмерных слоев InxGaixN и GaN в наборе квантовых ям (КЯ) и барьеров в активной области гетероструктуры, поэтому разработка новых подходов и оптимизация существующих методов выращивания гетероструктур для синих и белых светодиодов с квантоворазмерной активной областью является важной и актуальной задачей.

Цель диссертационной работы

Целью работы является разработка основ технологии изготовления гетероструктур для светодиодов, содержащих эпитаксиальные слои GaN и слои твёрдых растворов InxGaixN и AlxGaixN.

Для достижения поставленной цели, с учётом проведённого анализа проблемы, в работе решались следующие основные задачи:

1. Изучение особенностей получения монокристаллических слоев GaN на подложках сапфира и последующих слоев твёрдых растворов InxGaixN и AlxGaixN методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (МОГФЭ) в реакторе вертикального типа с быстровращающимся подложкодержателем для установления взаимосвязи между температурно-временными параметрами процесса роста и структурными, электрическими и оптическими свойствами эпитаксиальных слоев, а так же определение оптимальных технологических режимов получения гетероэпитаксиальных структур.

2. Выявление причин формирования структурных дефектов и оптимизация условий роста для уменьшения уровня дефектности в получаемых слоях.

3. Исследование видов конструкций квантоворазмерной активной области светодиодных структур для установления влияния её параметров на излучательные характеристики приборов. Определение технологических подходов по увеличению эффективности излучения и однородности значений длины волны в максимуме спектра излучения по площади структуры.

4. Определение оптимальных режимов постростовой обработки эпитаксиальных слоев GaN и AlxGai.xN, легированных магнием, на формирование р-слоёв с высокой концентрацией активных акцепторов, необходимой для последующего создания слоев, эффективно блокирующих инжекцию электронов, и низкоомных контактов.

5. Создание комбинированной методики оценки качества получаемых гетерокомпозиций (структурных, оптических и мощностных характеристик), включающей:

- определение структурного совершенства получаемых материалов, плотности дислокаций, толщины и состава слоев в гетероструктуре с помощью рентгеновской дифрактометрии;

- определение внешнего квантового выхода и эффективности излучения гетероструктуры с помощью фотометрии и спектрометрии.

Научная новизна работы

1. Свойства буферных слоев GaN определяются характеристиками переходного процесса от трехмерного зародышеобразования к двухмерному росту, который в свою очередь определяется технологическими параметрами (диапазоном температур, скоростью подъёма температуры и составом газовой фазы).

2. Механизм зародышеобразования GaN на подложке сапфира значительным образом определяется наличием примеси кислорода в парогазовой смеси.

3. Трапециевидное распределение индия в квантовых ямах повышает локализацию инжектированных носителей заряда и увеличивает внутренний квантовый выход излучения благодаря уменьшению механических напряжений на границах раздела КЯ и барьеров.

4. В процессе активации акцепторной примеси магния попарное расположение гетероструктур «сэндвич-методом» способствует созданию избыточного давления азота в промежутке между слоями p-GaN, что предотвращает разложение их поверхности.

5. Введение программного изменения температуры при росте активной области снижает влияние спонтанной кристаллизации на свойства гетероструктур.

Практическая значимость работы

1. Разработанные технологические режимы выращивания слоев светодиодных гетероструктур позволили получить заданные излучательные характеристики при измерениях па пластине, такие, как внешний квантовый выход излучения не менее 10 %, длина волны излучения в максимуме спектра 460±5 нм, малый разброс этой характеристики в пределах ±5 нм для разных областей пластины.

2. Создан метрологический комплекс, позволяющий проводить оптимизацию технологического процесса получения светодиодных структур по результатам измерений их структурных и оптических свойств.

3. Разработан бесконтактный метод прогнозирования будущей эффективности излучения светодиодных чипов, изготовленных из разных областей пластины, по экспериментальным данным рентгенодифракционных измерений полуширины кривых качания (ПШКК) в этих областях.

4. На основе результатов, полученных в данной работе, разработана МОГФЭ технология получения гетероструктур в системе GaN/InGaN/AlGaN для светодиодов и организован выпуск их опытных партий в ЗАО «Элма-Малахит» по ТУ ГК 6541-004-40363540-08 (Акт внедрения прилагается).

Научные положения, выносимые на защиту

1. Технологические параметры на начальных стадиях роста гетероэпитаксиальных слоев GaN на сапфире, в особенности скорость подъёма температуры в переходном процессе от трехмерного зародышеобразования к двухмерному росту, определяют структурные свойства получаемых слоев и морфологию их поверхности.

2. Кристаллическое совершенство, электрические свойства и морфология поверхности слоев гетероструктуры (GaN, In\GaixN, и AlxGaj.xN) в сильной степени зависят от парциальных давлений металлоорганических соединений элементов Ill-группы и их соотношения между собой и с аммиаком.

3. Длина волны излучения структур зависит одновременно от толщины квантовых ям и содержания индия в КЯ. Установлены оптимальные значения диапазона температур и скорости роста набора КЯ в активной области, обеспечивающие высокую однородность длины волны и эффективности излучения по площади гетероструктур.

4. Профиль распределения индия в квантовых ямах также влияет на внешний квантовый выход, однородность длины волны излучения в максимуме спектра и однородность распределения интенсивности излучения по площади структуры. Наилучшие результаты получены при трапециевидном плавном распределении индия с градиентом 0,2 объёмной доли 1п/нм.

5. Температура и состав атмосферы при постростовой термообработке структур определяют получение низкоомных р-слоёв AlxGaixN и GaN с высокими концентрациями активных акцепторов магния, необходимых для эффективного блокирования инжекции электронов из активной области и для формирования низкоомных контактов к р-области.

Апробация результатов работы

Основная часть работы была выполнена на предприятии ЗАО «Элма Малахит». Изготовление светодиодов осуществлялось на ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» и ФГКП «Пульсар».

Результаты работы докладывались на:

- IV российско-японском семинаре "Перспективные. технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники", 2006;

- V Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы", МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2007;

- 62-е дни науки студентов МИСиС - международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции, 2007;

- V российско-японском семинаре "Перспективные технологии и -оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники", 2007;

- VI Всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы", Санкт-Петербург, 2008.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 - в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК, и 1 - в зарубежных изданиях.

Структура объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов и библиографического списка цитированной литературы. Работа изложена на 135 страницах, включая 56 рисунков, 30 формул, 5 таблиц, библиографический список цитированной литературы из 69 наименований.

Выводы

1. Разработаны основы технологии изготовления гетероструктур для светодиодов, содержащих эпитаксиальные слои GaN и слои твёрдых растворов InxGaixN и Al\GaixN методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений и организован выпуск их опытных партий в ЗАО «Элма-Малахит» по ТУ ГК 6541-004-40363540-08 (Акт внедрения прилагается).

2. Выявлено, что критическим условием для обеспечения устойчивости гетероэпитаксиального роста является наличие вакуумной плотности газовой схемы, не допускающей натекания кислорода из окружающей среды и достоверно установлено, что чистота газов, а также источников элементов III и V групп по содержанию примесей (в основном кислорода) критическим образом определяет структурные свойства получаемых слоев, в особенности на стадии зародышеобразования GaN на подложке сапфира.

3. Свойства буферных слоев GaN определяются характеристиками переходного процесса от трехмерного зародышеобразования к двухмерному росту, который в свою очередь определяется технологическими параметрами (составом газовой фазы, диапазоном температур и, в особенности, скоростью подъёма температуры ).

4. Предложена новая конструкция активной области излучающих структур с оптимальным трапециевидным профилем распределения индия в квантовых ямах InxGaixN. Трапециевидное распределение индия повышает локализацию инжектированных носителей заряда и увеличивает внутренний квантовый выход излучения благодаря уменьшению механических напряжений на границах раздела КЯ и барьеров. Наилучшие результаты получены при трапециевидном плавном распределении индия с градиентом 0,2 объёмной доли In/нм. Установлены оптимальные значения диапазона температур и скорости роста набора КЯ в активной области, обеспечивающие высокую однородность длины волны и эффективности излучения по гетероструктур. Разработанная конструкция и технология позволили увеличить эффективность излучения примерно на 30%.

5. Определены оптимальные значения температуры и состава атмосферы при постростовой термообработке гетероструктур, обеспечивающие получение низкоомных р-слоёв AlxGaixN и GaN с высокими концентрациями активных акцепторов магния, необходимых для эффективного блокирования инжекции электронов из активной области и для формирования низкоомных контактов к р-области. В процессе активации акцепторной примеси магния впервые применено попарное расположение гетероструктур «сэндвич-методом», способствующее созданию избыточного давления азота в промежутке между слоями p-GaN, предотвращающего разложение их поверхности.

6. Создан метрологический комплекс для изучения структурных и оптических свойств квантоворазмерных гетероструктур для светодиодов. Разработан неразрушающий бесконтактный метод прогнозирования будущей эффективности излучения светодиодных чипов, изготовленных из разных областей гетероструктуры, по экспериментальным данным рентгенодифракционных измерений полуширины кривых качания (ПШКК) в этих областях.

7. Разработанные технологические режимы выращивания слоев светодиодных гетероструктур позволили получить заданные излучательные характеристики при измерениях па пластине, такие, как внешний квантовый выход излучения не менее 10 %, длина волны излучения в максимуме спектра 460±5 нм, малый разброс этой характеристики в пределах ±5 нм для разных областей пластины.

1. Бахтизин Р.З. Голубые светодиоды // Соросовский образовательный журнал. -2001.-Т. 7. -№ 3. С. 75-83.

2. Ambacher О. Growth and applications of group Ill-nitrides. J. Phys. D: Appl. Phys. -1998.-V. 31.

3. Ковалев A.H., Маняхин Ф.И. Эффективные светодиоды на основе AlGaN/InGaN/GaN гетероструктур // Изв. вузов. Материалы электронной техники. 1998. -№ 1.

4. Горелик C.C., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков // Учебник для вузов. М: Металлургия, 1998. - 574 с.

5. Ввозный А.В., Дейбук В.Г. Роль сплавных эффектов в формировании электронной структуры неупорядоченных твердых растворов Ш-нитридов // Физика и техника полупроводников. 2004. - Т. 38. - № 3. - С. 316-321.

6. Kwon М.К., Jeong Y.H., Shin Е.Н., Kim J.Y., Rho J.I., Lim K.Y., Nahm K.S. The growth and characterization of GaN films grown with A1 pre-seeded A1N Buffer on SiC/Si(lll) Substrates//Phys. Stat. Sol.-2002.-V 0.-No l.-P. 137-142.

7. Ambacher O. Growth and applications of Group Ill-nitrides // J. Phys D. Appl. Phys. 1998. -V. 31. - P. 2653-2710.

8. Tang H., Webb J.B., Moisa S., Bardwell J.A., Rolfe S. Structure characterization of A1N buffer layers grown on (0001) sapphire by magnetron sputter epitaxy // J. of Crystal Growth 2002 - V. 244. - No. 1. - P. 1-5.

9. Shizuo Fujita, Mitsuru Funato, Doo-Cheol Park, Yoshifiimi Ikenaga, Shigeo Fujita Electrical characterization of MOVPE-grown p-type GaN:Mg against annealing temperature // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1999. - 4S1, G6.31.

10. Haffouz S., Beaumont В., Leroux M., Laugt M., Lorenzini P., Pierre Gibart P-doping of GaN by MOVPE // Internet Journal of Nitride Semiconductor Research. 1997. -V. 2.-Art. 37

11. Man Song, Dong-Joon Kim, Yong-Tae Moon and Seong-Ju Park. Characteristics of GaN grown by metalorganic chemical vapor deposition using trimethylgallium and triethylgallium // J. Crystal Growth. 2001. - V. 233. - P. 439-445.

12. Дроздов Ю.Н., Востоков H.B., Гапонова Д.М., Данильцев B.M., Дроздов M.H. Влияние параметров сапфировых подложек на кристаллическое качество слоев GaN // Физика и техника полупроводников. 2005. - Т. 39. - Вып. 1. - С. 5-7.

13. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки // Соровский образовательный журнал- 1997. -№ 5. -С. 80-86.

14. Золина К.Г., Кудряшов В.Е., Туркин Б.Р., Юнович А.Э. Спектры люминесценции голубых и зеленых светодиодов на основе многослойных гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с квантовыми ямами // Физика и техника полупроводников. 1997.-Т. 31(9).-С. 1055-1061:

15. Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Юнович А.Э., Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И. Люминесцентные и электрические свойства светодиодов InGaN/AlGaN/GaN смножественными квантовыми ямами // Физика и техника полупроводников. -1999. Т. 33(4). - С. 445-450.

16. Маняхин Ф.И., Ковалев А.Н., Кудряшов В Е, Туркин А.Н., Юнович А.Э. Люминесценция р-п-гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при ударной ионизации // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т. 32(1). - С. 63-67.

17. Мамакин С.С., Юнович А.Э., Ваттана, А.Б. Маняхин Ф.И. Электрические свойства и спектры люминесценции светодиодов с модулированными квантовыми ямами // Физика и техника полупроводников. 2003. - Т. 37(9). -С. 1131-1137.

18. Bernardini F., Fiorentini V., Vanderbilt D. Spontaneous polarization and piezoelectric constants of III-V nitrides // Phys. Rev. В 1997. - V. 56. - P. 10024-10027.

19. Smith D.L., Mailhiot C. Theory of semiconductor superlattice electronic structure // Rev. Mod. Phys. 1990. - V. 62 - P. 173-234.

20. Edward T. Yu Spontaneous and piezoelectric polarization in nitride heterostructures. III-V Nitride Semiconductors // Applications and Devices. 2000. - 53 p.

21. Eliseev P.G., Perlin P., Lee J., Osinski M. "Blue" temperature-induced shift and band-tail emission in InGaN-based light sources // Appl. Phys. Lett. 1997. - V. 71. -P. 569-571.

22. Рабинович О.И. Моделирование электрических и оптических характеристик светоизлучающих диодов на основе многокомпонентных гетероструктур AlGalnN: Диссертация на соискание уч. ст. кант. наук. — М., 2008. 135 с.

23. Никифоров С.Г. Разработка методик контроля деградации характеристик светодиодов на основе твёрдых растворов AlGalnP и AlGalnN: Диссертация на соискание уч. ст. кант. наук. М., 2007. - 158 с.

24. Shen Y.C., Mueller G.O., Watanabe S., Gardner N.F., Munkholm A., Krames M.R. Auger recombination in InGaN measured by photoluminescence // Appl. Phys. Lett., -2007.-V. 91-P. 154.

25. Акчурин P.X. МОС-гидридная эпитаксия: современное состояние и основные тенденции развития // Известия вузов материалы электронной техники. - 1999. -№2.-С. 4-12.

26. Stringfellow G.B. Organometallic vapor-phase epitaxy // Academic Press, New York, 1999.-572 p. (Chapter 10).

27. Mihopoulos T.G., Gupta V., Jensen K.F. A reaction-transport model for AlGaN MOVPE growth // J. Crystal Growth 1998. - V. 195 (1-4), - P. 733-739.

28. Jingxi Sun, Redwing J.M., Kuech T.F. Transport and reaction behaviors of precursors during metalorganic vapor phase epitaxy of gallium nitride // Physica Status Solidi. -1999.-V. 176.-Issue l.-P. 693-698.

29. Jain S. C., Willander M., Narayan J., Van R. Overstraeten Ill-nitrides: growth, characterization, and properties // J. of Applied Physics. 2000. - V. 87.1. P. 965-1006.

30. Nakamura S., Mukai Т., Senoh M. Si- and Ge-doped GaN films grown with GaN buffer layers. // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. - V. 31 - P. 2883-2888.

31. Amano H., Sawaki N., Akasaki I., Toyoda Y. Metalorganic vapor phase epitaxial growth of a high quality GaN film using an A1N buffer layer // Appl. Phys. Lett. -1986-V. 48-C. 353-355.

32. Nakamura S., Iwasa N., Senoh M., Mukai T. Hole Compensation Mechanism ofp-Type GaN Films // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. - V. 31. - P. 1258-1266.

33. M. F. Perutz How W. L. Bragg invented X-ray analysis // Acta Cryst. 1990. - A. 46 -P. 633-643.

34. Кютт Р.Н., Ратников В.В., Мосина Г.Н., Щеглов М.П. Структурное совершенство эпитаксиальных слоев GaN по данным рентгеновской дифракции // Физика твердого тела. 1999. - Т. 41. - № 1. - С. 30-37.

35. Боуэн Д.К., Таннер Б.К. Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия и топогарфия // СПб: Наука, 2002 274 с.

36. Nakamura S., Grundmann М., Haaheim J., Moshar A., Summers J. Blue InGaN quantum well LED fabrication // Department of Electrical and Computer Engineering -University of California Santa Barbara 5/8/2002. - P. 16.

37. Sumiya M., Ogusu N., Yotsuda Y., Itoh M., Fuke S. Systematic analysis and control of low-temperature GaN buffer layers on sapphire substrates // J. of Applied Physics -2003.-V. 93-No. 2.-P. 1311-1319.

38. Larsen P.K., Hageman P.R., Zauner A.R.A., Van Enckevort W.J.P., de Theije F.K. An atomic force microscopy study of a temperature dependent morphology transition of GaN grown on sapphire by MOCVD // J. of Crystal Growth. 1999. - V. 197.1. P. 37-47.

39. Namkoonga G., Doolittlea W.A., Brown A.S., Losurdo M., Giangregorio M.M. The impact of substrate nitridation temperature and buffer design and synthesis on the polarity of GaN epitaxial films // J. of Crystal Growth 2003. - V. 252. - P. 159-166.

40. Koleske D.D., Coltrin M.E., Cross K.C., Mitchell C.C., Allerman A.A. Understanding GaN nucleation layer evolution on sapphire // J. Crystal Growth. 2004. - V. 273. -P. 86-99.

41. Wei C.H., Edgar J.H., Ignatiev C., Chaudhuri J. The role of trimethylgallium during nucleation layer deposition in the optimization of the epitaxial GaN films // Thin Solid Films. 2000. - V. 360. - P. 34-38.

42. Sunwoon Kim, Jeongtak Oh, Joongseo Kang, Dongjoon Kim, Jonghak Won, Je Won Kim, Hyung-Koun Cho. Two-step growth of high quality GaN using V/III ratio variation in the initial growth stage // J. of Crystal Growth 2004 - V. 262. - P. 7-13.

43. Sugiura L., Itaya K., Nishio J., Fujimoto H., Kokubun Y. Effects of thermal treatment of low-temperature GaN buffer layers on the quality of subsequent GaN layers // J. Appl. Phys. 1997. - V. 82. - P. 4877-4882.

44. Kapolnek, D., Wu X., Heying В., Keller S., Keller B.P., Mishra U.K., DenBaars S.P., and Speck J.S., Structural evolution in epitaxial MOCVD grown GaN films on sapphire // Appl. Physics. Lett. 1995. - V. 67. - P. 1541-1543.

45. Steins R., Hardtdegen H., Kaluza N., Cho Y.S., Sofer Z. Optimization of GaN high-temperature growth using N2 as carrier gas // European Workshop on MOVPE, Lausanne,-2005. P. 341-343.

46. Schon O., Schineller В., Heuken M., Beccard R. Comparison of hydrogen and nitrogen as carrier gas for MOVPE growth of GaN // J. of Crystal Growth. 1998. -V. 189/190.-P. 335-339.

47. Han J., T.-B. Ng, Biefeld R. M., Crawford M. H., Follstaedt D. M. The effect of H2 on morphology evolution during GaN MOVPE // Appl. Phys. Lett. 1997. - V. 71. -P.154-157.

48. Sumiya M., Ogusu N., Yotsuda Y., Itoh M., Fuke S. Systematic analysis and control of low-temperature GaN buffer layers on sapphire substrates // J. Appl. Physics.2003.-V. 93,-No. 2. P. 1311-1319.

49. Reed M.J., El-Masry N.A., Parker C.A., Roberts J.C., Bedair S.M. Critical layer thickness determination of GaN/InGaN/GaN double heterostructures // Applied Physics Letters. 2000. - V. 77. - No. 25. - P. 4121-4123.

50. Lu W., Li D.B., Li C.R., Shen F., Zhang Z. Effect of critical thickness on structural and optical properties of InGaN/GaN multiple quantum well // J. of Applied Physics.2004. V. 95. - No. 8. - P. 4362-4366.

51. Fischer A., Kuhne H., Richter I-I., New approach in equilibrium theory for strained layer relaxation // Phys. Rev. Lett. 1994. - V. 73. - P. 2712-2715.

52. Hirsch P.B: Mosaic structure // Progress in metal physics / New York: Pergamon, -1956.-Ch. 6.-P. 137-141.4:19: Ермаков O.H., Сушков В Л: Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы.//Ml: Радио исвязь,- 1990.-240 е.: ил.

53. Sheu J.K., Chi G.C., Jou M.J. Improved electrical property of InGaN/GaN lightemitting diodes by using a Mg-doped AlGaN/GaN superlattices. // Proc. Int. Workshop on Nitride Semiconductors IPAP Conf. Series 1 2000 - P. 856-859.