автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Структурно-морфологические особенности нитрида алюминия в зависимости от условий получения

На правах рукописи

РГ5 ОД

Четвергов Михаил Владимирович

СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ

Специальность: 05.27.06 - Технология полупроводников и

материалов электронной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ"

Научный руководитель -

доктор технических наук, ЛУЧИНИН В.В.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических, профессор ГИВАРГИЗОВ Е.И. кандидат технических наук, ПЕТРОВ. A.C.

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Защита состоится " 2 ? " 2000 г. в ^^ часов на заседании

диссертационного совета К 063.36.10 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Семенов H.H.

1Ш 39PJ -64А,. О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Современный этап развития материалов электронной техники характеризуется резкой интенсификацией научно-практической деятельности в области технологии широкозонных нитридов (MemN) и особенно нитридов алюминия и галлия (A1N и GaN), что вызвано рядом их уникальных свойств, представляющих несомненный интерес для опто- и СВЧ-электроники, микросистемной техники.

Для нитрида алюминия характерна большая ширина запрещенной зоны (6,2 эВ), высокие температура Дебая (950 К) и теплопроводность (3,2 Вт/см-К), а также скорость распространения акустических волн 6-103 м/с и практически идеальные кристаллохимическая и термомеханическая совместимости с карбидом кремния (SiC) и нитридом галлия.

Нитрид алюминия технологически совместим также с базовыми материалами электронной техники - кремнием (Si) и сапфиром (А1203), что представляет несомненный интерес для такой быстроразвивающейся области как микросистемная техника, при создании чувствительных (например, сенсоров ультрафиолетового (УФ) излучения) и исполнительных элементов (например, акпоаторов на основе пьезоэффекга). Характерно, что создаваемые на основе A1N приборы, использующие его изолирующие, пьезоэлектрические, оптические свойства могут быть предназначены для экстремальных условий эксплуатации.

Широта применения нитрида алюминия определяет многообразие требований к его структурно-морфологическим, электрофизическим и оптическим параметрам, что непосредственно связано с технологией получения данного материала. Наибольшее развитие в настоящее время получили методы ионно-плазменного и газофазного осаждения (CVD) слоев нитрида алюминия. Известны также работы по выращиванию A1N методом сублимации, а также получению сверхтонких слоев методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Имеющиеся в России устойчивые экономические ограничения на разработку и приобретение оборудования для получения слоев AIN методом CVD и МЛЭ, а так же наличие в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" значительной технологической культуры в области получения карбида кремния методом сублимации, а в последнее время и методом ионно-химического осаждения (ЙХО), определили основное направление исследований данной диссертационной работы.

Представленная работа является целенаправленным исследованием процессов структуро- и формообразования A1N в широком диапазоне вариаций условий синтеза, направленным на разработку технологии и исследование свойств нитрида алюминия в связи с условиями получения и возможного применения. Плакируемыми основными областями применения синтезируемого материала в настоящей работе являются: микроэлектромеханика (первичные преобразователи давления и ускорения), оптоэлектроника (первичные преобразователи "жесткого" УФ), экстремальная электроника на основе композиции "SiC-AIN" (высокотемпературные радиационно-стойкие транзисторы), атомно-зондовая диагностика (микрозонды на основе нитевидных кристаллов A1N для атомно-силовой микроскопии (АСМ)), что, безусловно, определяет конкретные требования к структурно-морфологическим, оптическим и электрофизическим свойствам базового материала.

Настоящая работа является составной частью научно-исследовательских работ выполняющихся на кафедре "Микроэлектроники" и в центре "Микротехнологии и диагностики" Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ". Тематика диссертационной работы соответствует "Перечню критических технологий федерального уровня" (подразделы: "Материалы для микро-и наноэлекгроники", "Микросистемная техника и микросенсорика"), "Перечню технологий двойного назначения федерального уровня" (подразделы: "Б.5.1.00 -материалы для электроники и микроэлектроники", Б.2.7.00 - базовые технологии производства микро- и наноэлектроники, Б.4.6.00 - датчики и датчиковые системы). Отдельные этапы исследований выполнялись в соответствии с: Государственным оборонным заказом (план НИОКР на 1999 г., КПП ФППИ, утвержденная Министром обороны РФ 23.01.99.), ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения" на 1996-2000 г. (подпрограмма "Технологии, машины и производства будущего"), планами работ Федерального фонда развития электронной техники на 1999-2000 гг. и в рамках Межвузовской научно-технической подпрограммы "Производственные технологии" (раздел "Электроника").

Дель работы

Исследование структурно-морфологических особенностей роста нитрида алюминия при разработке процессов его получения методами сублимации и ионно-химического осаждения для элементной базы микроэлектромеханики, оптоэлекгроники и экстремальной электроники.

Задачи диссертационной работы

1. Разработка физико-технологических основ получения нитрида алюминия методом сублимации при пониженных температурах по механизму "пар-жидкость-твердое" (ПЖТ).

2. Исследование структуры, габитуса и морфологии поверхности нитрида алюминия в зависимости от условий получения методами сублимации и ионно-химического осаждения.

3. Исследование струкхурно-ориеотационного изоморфизма и состава переходных слоев в системе AIN-SiC в связи с условиями получения.

4. Разработка технологии получения слоев нитрида алюминия с заданными структурно-морфологическими характеристиками для датчиков "жесткого" УФ, изолирующих, "жертвенных" и "стоп"-слоев для усилительных элементов и микромеханических преобразователей с экстремальными условиями эксплуатации, а также нитевидных кристаллов A1N для микрозондов сверхвысокого пространственного разрешения приборов атомно-силовой микроскопии.

Научная новизна работы заключается в том, что в результате комплексных исследований процессов структуро- и формообразования перспективного широкозонного материала - нитрида алюминия было осуществлено моделирование условий роста AIN, а также экспериментально определены базовые технологические параметры, обеспечивающие синтез A1N с заданными структурой, габитусом и морфологией поверхности, что позволило разработать обоснованные научно-технические решения при получении AIN методами сублимации и ИХ О в

зависимости от планируемого функционально-технологического назначения материала.

К наиболее оригинальным впервые полученным научным результатам, представленным в диссертационной работе, относятся следующие:

- показано, что рост нитрида алюминия методом сублимации может быть реализован при относительно иизких температурах (1100-1350 °С), благодаря обеспечению процесса роста по механизму ПЖТ и эффективным параметром управления габитусом и морфологией поверхности растущего кристалла является соотношение между давлениями азота и алюминия, находящихся в зоне роста в атомарном состоянии, причем, для перехода от роста эпитаксиальных слоев к получению нитевидных кристаллов A1N необходимо обеспечить изменение этого параметра от 1/100 до 1/1000;

-установлено, что для нитевидных кристаллов нитрида алюминия, полученных методом сублимации, зависимость скорости роста от их диаметра подчиняется параболическому закону, что, в рамках ранее развитых представлений, является свидетельством о реализации процесса по механизму ПЖТ;

-установлено, что при взаимной гетероэпитаксии нитрида алюминия и карбида кремния методом сублимации на подложках с базовой ориентацией (0001), в условиях высоких пересыщений, наблюдается различие в ростовой устойчивости кристаллической структуры, проявляющееся в образовании на подложках 6H-SÎC -нитрида алюминия политипа 2Н, а на подложках 2H-A1N - карбида кремния политипа ЗС;

- установлено, что при гетероэпитаксии нитрида алюминия на карбидокремниевые подложки методом сублимации в квазизамкнутом объеме имеет место образование протяженных переходных слоев переменного состава в системе AlN-SiC, что связано с подрастворением поверхности SIC подложки в растворе расплаве, образующемся на поверхности роста при реализации процесса осаждения A1N на SiC по механизму ПЖТ;

-установлено, что при использовании метода ИХО рост нитрида алюминия на кремниевой подложке происходит в условиях избыточного содержания на поверхности алюминия и для получения структурно-упорядоченных слоев A1N стехиометрического состава необходимо обеспечить реализацию процесса при относительно высоких температурах не менее 950 °С, при которых в условиях ИХО устанавливается динамическое равновесие, определяемое десорбцией избыточного компонента с поверхности твердой фазы и активацией поверхностной подвижности адсорбированных частиц;

-показано, что существует устойчивая корреляция между положением края собственного оптического поглощения слоев нитрида алюминия и технологическими условиями синтеза, проявляющаяся в смещении края собственного оптического поглощения в коротковолновую область спектра при переходе от неравновесного ИХО к сублимационному способу получения A1N.

Научные положения выносимые на защиту

1. Экспериментально и теоретически показано, что рост нитрида алюминия методом сублимации в атмосфере азота в широком интервале температур происходит по механизму "пар-жидкость-гвердое", где функцию жидкой фазы выполняет расплав

алюминия насыщенный азотом, а доминирующим фактором определяющим габитус, морфологию поверхности и структуру нитрида алюминия, является отношение давлений базовых компонентов - алюминия к азоту в атомарном состоянии, причем, увеличение данного отношения в пользу алюминия стимулирует последовательный переход от эшггаксиального роста слоев к образованию пластинчатых и нитевидных кристаллов A1N.

2. Экспериментально установлено, что при реализации процессов гетероэпитаксии в системе SiC-AIN методом сублимации в квазиравновесных условиях имеет место устойчивый ростовой структурно-ориентациошшй изоморфизм, проявляющийся в наследовании кристаллической структуры и ориентации подложки, в то время как при гетероэпитаксии, в условиях высоких пересыщений, на подложках-затравких SiC и A1N с базовой ориентацией (0001) для нитрида алюминия доминирует структура вюрцита, а при осаждении карбида кремния преимущественно образуется структура сфалерита.

Практическая ценность работы заключается в разработке научно-обоснованных технических решений в области аппаратурно-методического базиса для реализации процессов получения перспективного широкозонного материала - нитрида алюминия с заданными структурой, габитусом и морфологией поверхности методами сублимации и ИХО на инородных, подложках (SiC, Si, АЬОз) с целью практического использования A1N при создании первичных преобразователей УФ излучения, давления и ускорения, а также микрозондов для атомно-силовой микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения.

К результатам имеющим наибольшую практическую ценность следует отнести:

-разработку аппаратуры и способа низкотемпературного (1100-1350 °С) выращивания нитрида алюминия методом сублимации, включая получение эпитаксиальных слоев A1N на подложках карбида кремния и сапфира и нитевидных кристаллов с соотношением геометрических размеров 1/100 микронного диаметра (заявка на патент России);

-оптимизацию условий получения нитрида алюминия методом ИХО с целью получения слоев с заданной структурой и минимально развитой морфологией поверхности на подложках Si, А1203 и SiC для практического использования в качестве фоточувствигельных слоев в датчиках "жесткого" УФ излучения, изолирующих, "жертвенных" и "стоп"-слоев в микромеханических преобразователях давления, ускорения, изолирующих слоев в высокотемпературных радиационно-стойких транзисторных структурах на основе композиции SiC-AlN-SiC(Al203);

- разработку конструкции, технологии и организации мелкосерийного производства первичных преобразователей "жесткого" УФ излучения (/^,^=210 нм), устойчивых к воздействию радиации (флюенс нейтронов более 1015 нейтр/см2), на основе композиции "A1N/A12CV (положительное решение от 31.03.99 по заявке № 99105813/28(006554) от 03.03.98. на патент России "Полупроводниковый датчик ультрафиолетового излучения");

- использование нитевидных кристаллов нитрида алюминия с естественной ростовой огранкой, полученных методом сублимации, в качестве высокоразрешающих зондов для сверхлокальной высокоразрешакнцей диагностики

поверхности твердого тела в отечественном приборе атомно-силовой микроскопии СКАН-8.

Результаты работы использованы в научно-учебно-производственном комплексе центра "Микротехнологии и диагностики" Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета при реализации следующих НИОКР: 5975/ЦМИД-81 (шифр "Ведро") - выполняется в соответствии с Государственным оборонным заказом; 5976/ЦМИД-82 (шифр "Деление") - выполняется по договору с Секцией прикладных проблем при Президиуме РАН; 5968/ЦМИД-80 (шифр "Карбид-К-ЛЭТИ") - выполняется в соответствии с планом работ Федерального фонда развития электронной техники; ТМБЯДМЙД-59 проект "Интегрированные кластерные технологические микросистемы и микроинструмент" - выполняется в рамках ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения" подпрограмма "Технологии, машины и производство будущего";

Результаты работы использованы в Центре технологий микроэлектроники Минобразования РФ при реализации проекта - ЦТМ-ГБ-2000-1 "Разработка микроэлектромеханических приборов на основе композиции "карбид кремния -нитрид алюминия" для экстремальных условий эксплуатации", выполняемого з рамках Межвузовской научно-технической программы "Производственные технологии", раздел "Электроника" и проекта ЦТМ-ГБ-9801, выполняемого в рамках Федеральной целевой научно-технической программы "Исследования я разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения" подпрограмма "Технологии, машины и производство будущего".

Результаты работы использованы в ЭНПО "Специализированные электронные системы" (г. Москва) при сравнительном исследовании радиационной стойкости материалов электронной техники и мякроприборов (датчиков "жесткого" УФ излучения) на их основе.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях, семинарах и школах: "Двенадцатой Международной конференции по росту кристаллов" (Иерусалим, Израиль, 1998 г.), "Тринадцатой Европейской конференции по твердотельным датчикам" Еигозешоге ХШ (Гаага, Нидерланды, 1999 г.), "Втором и третьем международном семинаре "Полупроводниковый карбид кремния и родственные материалы" (Новгород, 1997 г. и 2000 г), "Пятой общероссийской конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Геленджик, 1998 г.), "Научной молодежной школе по твердотельным датчикам" (Санкт-Петербург, 1998 г.), 2-ой Научной молодежной школе "Поверхность и границы раздела структур микро- и наноэлектроники" (Санкт-Петербург, 1999 г.), "Всероссийской молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике" (Санкт-Петербург, 1999 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 2 статьи, 11 тезисов докладов на международных и российских симпозиумах, конференциях и школах. Получено положительное решение по заявке на патент России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 120 наименований,. Основная часть работы изложена на 128 траншах машинописного текста. Работа содержит 55 рисунков и 8 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика нитрида алюминия как материала микро-и оптоэлектроники, а также микросисгемяой техники, определены основные перспективы синтеза и использования композиций на основе AIN/SiC и AlN/GaN. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы, а также основные научные положения выносимые на защиту.

В первой главе представлены обобщенные результаты по структурным, оптическим и электрофизическим свойствам нитрида алюминия в сравнении с материалами группы A Bv и карбидом кремния. Значительное внимание уделено методам выращивания как слоев, так и объемных кристаллов нитрида алюминия. На основе анализа литературных данных показано наличие большого разнообразия методов получения A UN, каждый из которых обладает определенными преимуществами и недостатками с точки зрения качества получаемого материала и технологичности. Проведена классификация известных методов получения A1N с точки зрения возможности получения материала с заданными структурой, габитусом и морфологией поверхности. Приводятся данные о структурных, механических, оптических, электрофизически*, и физико-химических свойствах A1N полученного различными способами.

Показано, что применение классического для синтеза SiC и A1N метода сублимации связано с существенными технологическими ограничениями из-за высоких температур процесса.

Сделан вывод о том, что газофазный метод (CVD) получения нитрида алюминия обеспечивает синтез материала достаточно высокого качества, однако, в условиях России аппаратура для эпитаксии A1N данным способом является уникальной, а стоимость зарубежного оборудования для реализации процесса получения A1N чрезвычайно высока. Кроме того, метод газофазной эпитаксии не позволяет выращивать объемные кристаллы A1N.

Метод молекулярно-лучевой эпитаксии характеризуется низкими скоростями роста слоев, а также, как и метод CVD, уникальностью и высокой стоимостью технологического оборудования.

Метод иснно-химического осаждения характеризуют относительно невысокие температуры синтеза и возможность использования инородных подложек. Однако в виду высокой степени неравновесности процесса, слои A1N, полученные данным методом, отличаются низким структурным совершенством. Проблема синтеза твердых растворов в системе SiC-AIN методом ИХО, также, как и в случае методов CVD и МЛЭ, пока остается нерешенной задачей.

Анализ литературных данных, а также детальное изучение морфологии поверхности слоев ALN позволили сделать заключение, о том, что для A1N возможен рост по механизму ПЖТ, что создает предпосылки к увеличению скорости роста и понижению температур выращивания. В связи с этим предлагается использовать для

синтеза нитрида алюминия метод сублимации в квазизамкнутом объеме в атмосфере азота, который обеспечивает достаточно высокую равновесность процесса, относительную простоту реализации, возможность использования инородных подложек в условиях низких температур синтеза материала.

Вторая глава посвящена разработке процесса низкотемпературного получения нитрида алюминия методом сублимации в квазизамкнутом объеме по механизму ПЖТ, включая техническую реализацию метода, описание процессов массопереноса от источника к подложке, моделирование термодинамических условий роста нитрида алюминия и изучение влияния условий роста на структурно-морфологические особенности и габитус кристаллов нитрида алюминия.

Переход к реализации процесса роста нитрида алюминия по механизму ПЖТ создает предпосылки к увеличению скорости роста и понижению температур выращивания AIN. В настоящей работе температуры роста нитрида алюминия находились в пределах 1100-1350 °С.

Еще одной особенностью разработанного метода выращивания является то, что в отличие от классической технологии сублимационного роста карбида кремния, в которой в качестве базового материала элементов оснастки выступает графит, в данной работе, за счет снижения температуры процесса, рост нитрида алюминия проводился в тигле из тантала, что позволило минимизировать содержание углерода в зоне роста (источником углерода являлись: подложка SiC, продукты разложения масел вакуумного насоса, а также графит от нагревателя, в котором размещался танталовый тигель) (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид кристаллизационной ячейки и распределение температуры получении A1N.

Для определения условий роста нитрида алюминия методом сублимация с использованием механизма ПЖТ, проведен анализ потоков компонентов в системе АШ-^ и оценочный расчет давлений компонентов. Исходя из результатов расчета построена РТ-диаграмма в координатах "задаваемое рабочее давление азота -температура подложки" (рис. 2.). На диаграмме изображены расчетные кривые, определяющие соотношение давлений компонентов N к А1 у поверхности роста и изобары для атомарного азота (одного из основных компонентов, определяющих скорость роста). Результаты серии экспериментов по осаждению нитрида алюминия на подложку карбида кремния полигила 6Н с ориентацией базовой грани (0001) "С" нанесены на поле диаграммы. Установлено, что зона роста эпитаксиальных слоев нитрида алюминия находится при значениях отношения давлений-атомарных азота и алюминия 1/10 - 1/100, а изменение значения этого соотношения от 1/100 до 1/1000 приводит к росту дендритных, а затем нитевидных; кристаллов.

Рис. 2. Структурно-морфологические особенности роста нитрида алюминия методом сублимации на подложках карбида 'кремния (м - монокристаллические слои, п - поликристаллические слои, д - дендритные кристаллы, у - "усы", а - капли алюминия, т - травление подложки.

В области, где имело место накопление на поверхности свободного алюминия, при переходе к более высоким температурам, в условиях избытка алюминия, наблюдается процесс травления подложки.

Установлено, что размеры и форма ограненных пластинчатых и нитевидных кристаллов сильно зависит не только от параметров установившегося процесса, но и от переходных процессов на начальной и конечной стадиях роста, что позволяет не только наблюдать, но и прогнозировать изменение габитуса кристаллов A1N.

На основании экспериментальных наблюдений и выполненных расчетов был сделан вывод о том, что рост нитрида алюминия методом сублимации в широком интервале условий синтеза происходит по механизму ПЖТ, что особенно важно для снижения температур выращивания AIN, а эффективным параметром управления габитусом и морфологией поверхности растущего кристалла является соотношение между давлениями азота и алюминия, находящихся в зоне роста в атомарном состоянии, причем для перехода от роста эпитаксиальных слоев к получению нитевидных кристаллов A1N необходимо обеспечить изменение этого параметра от 1/10 до 1/1000. Типичные скорости роста эпитаксиальных слоев нитрида алюминия при температуре 1300 °С и давлении азота 105 Па составляют 20 нм/мин, а нитевидных кристаллов 10 мкм/мин.

В третьей главе проведено детальное изучение процессов зародышеобразования и роста A1N по механизму ПЖТ.

Нитевидный рост кристаллов обеспечивает уникальную возможность изучения кинетики и механизмов роста кристаллов благодаря тому, что условия на фронте кристаллизации длительное время остаются практически неизменными.

Экспериментально установлено, что для роста нитевидных кристаллов A1N характерна квадратичная зависимость скорости роста от диаметра нитевидного кристалла:

у— = h AÇïanK

; kT кт ^ >

где: Vpocm - скорость роста нитевидного кристалла, ДйДТ - эффективные пересыщения в паровой фазе, b - кинетический коэффициент кристаллизации, Q -удельный объем, апя - удельная свободная энергия поверхности нитевидного кристалла на границе с паром, о^ - критический диаметр нитевидного кристалла. Это позволило, в рамках известных представлений о кинетике роста нитевидных кристаллов по механизму ПЖТ (рис. 3), определить параметры процесса: b - из коэффициента угла наклона прямых, dКТ - из экстраполяции прямых до горизонтальной оси, Д|До/кТ - из отрезков отсекаемых на вертикальной оси, при различных параметрах процесса.

Осуществлена оценка параметров критического зародыша нитрида алюминия с использованием наиболее развитой, для объяснения механизмов роста нитевидных кристаллов теории полицентрического двумерного зарождения. Определены: краевая энергия зародыша A1N (х=2,18-10'7 Дж/см), энергия фазовой границы "жидкость-кристалл" (ажг=7,б'Ю"6 Дж/см2). Сравнение полученной величины энергии фазовой границы "жидкость-кристалл" с известными из литературы данньми для других материалов указывает на низкий энергетический барьер для кристаллизации при росте нитрида алюминия по механизму ПЖТ. В рамках ранее указанной модели полицентрического двумерного зарождения с использованием рассчитанных значений был определен диаметр критического двумерного зародыша нитрида алюминия dMN в

зависимости от условий роста. Значения параметров роста нитевидных кристаллов нитрида алюминия по механизму ПЖТ представлены в таблице 1.

мкм1П с"1

рост * ____

0,5 0,4 0,3

0,2 од

А

'"'•-. А.

ж '"ч. _i '•-..

» -

•Ч> 2

____

Т=1230 °С

А.

'Ч.. т

_1

ТТГ

ш.

8 ; lld, мкм1 1ЧРд

Рис. 3. Зависимость скорости роста нитевидных кристаллов AIN от их диаметра.

На ряду с детальным изучением структурно-морфологических особенностей роста нитрида алюминия методом сублимации был проведен сравнительный анализ слоев нитрида алюминия полученного методом ИХО.

При рассмотрении процесса роста слоев нитрида алюминия методом ИХО в широком интервале температур были выявлены следующие особенности: при низких температурах синтеза полученные слои A1N имели поликристаллическое строение, с выделением свободной фазы алюминия, что установлено методом дифракции электронов на отражение; при повышении температур подложки более 950 °С установлено исчезновение свободного алюминия и образование слоев A1N стехиометрического состава. Анализ начальных стадий роста показал, что поверхность растущего слоя зеркально гладкая, однако, имеет место образование микровыступов, напоминающих начальную стадию образования "усов", размеры которых близки к рассчитанному ранее критическому размеру нитевидных кристаллов A1N (см. табл. 1).

Таблица 1

№ РнФм dK„ ни | АщЛсТ Ь, мкм/с ¿А1№ НИ

1 1/1000 0,119 0.092 38,4 1,74

2 1/500 0,175 1 0,063 36,4 2,54

Таким образом, было установлено, что при использовании метода ИХО рост нитрида алюминия может происходить в условиях избыточного содержания на

поверхности алюминия и для получения структурно-упорядоченных слоев A1N стехиометрического состава необходимо обеспечить реализацию процесса при относительно высоких температурах (не менее 950 °С), при которых устанавливается динамическое равновесие, определяемое десорбцией избыточного компонента (алюминия), активацией поверхностной подвижности адсорбированных частиц и протеканием гетерогенных химических реакций на поверхности роста

С учетом выявленных особенностей роста нитрида алюминия через жидкую фазу и учитывая, что алюминий .может выступать как растворитель SiC подложки, была рассмотрена динамика роста слоев нитрида алюминия по механизму ПЖТ при гетероэпитаксии A1N на подложку карбида кремния.

Изучение синтезируемых слоев методом электронной Оже-спектроскопия и дифракции электронов на отражение, при послойном их удалении, показало, что переходный слой от AIN к SiC-подложке представляет собой соединение переменного состава в системе SiC-AIN, что связано с подрастворением поверхности SiC подложки в растворе-расплаве на основе алюминия, образующемся на поверхности роста. Установленный эффект образования протяженных переходных слоев создает предпосылку к развитию методов получения твердых растворов SiC-AIN яз жидкой фазы с использованием механизма ПЖТ. Это важно так как процесс может быть низкотемпературным, а также известно, что жидкофазные методы обеспечивают высокое структурное совершенство выращиваемых эпитаксиальных слоев.

Четвертая глава посвящена детальному изучению ростовой структурно-ориентационной устойчивости при эпитаксии нитрида алюминия методами сублимации и ИХО.

Анализируя структурно-ориентациошше особенности роста слоев нитрида алюминия методами ИХО и сублимации можно выделить следующие основные результаты: 1) при получении A1N методом ИХО всегда образуется политип 2Н; 2) структурное совершенство слоев, полученных методом сублимации, выше чем слоев полученных методом ИХО; 3) морфология поверхности слоев, полученных методом сублимации более развита по сравнению со слоями полученными методом ИХО, для которых характерна зеркально-гладкая поверхность.

Для объяснения процессов структурного упорядочения при эпитаксии нитрида алюминия использовано, введенное в более ранних работах, выполненных в СПбГЭТУ "ЛЭТИ", понятие временного критерия ростовой структурно-ориентационной устойчивости, определяемое как отношение времен необходимых для упорядочения в структуру, соответствующую матрице-подложке (fy„op), к времени, отведенном на упорядочение (tomeeà), определяемого скоростью поступления вещества на поверхность роста и заполнением "монослоя", Тогда выражение зависимости скорости роста слоя от ранее рассмотренных параметров и температуры подложки, определяющей процессы адсорбции (десорбции), диффузии и гетерогенных химических реакций, связанных с встраиванием вещества в подложку, может быть представлено в следующем виде:

где: У!Юст - скорость роста слоя, Еат, - энергия активации процесса, Г - температура подложки.

Была проведена серия экспериментов по получению слоев нитрида алюминия на подложке карбида кремния политипа 4Н с нетрадиционной, отличной от базовой (0001), ориентацией (1010). Размещение на поле диаграммы, в координатах "температура подложки - скорость роста" (рис. 4), экспериментальных точек позволило выделить четыре области роста: 1 - область поликристаллического роста слоев нитрида алюминия иолиткпа 2Н; 2 - область роста текстуры A1N политипа 2Н с преимущественной ориентацией кристаллитов (0001); 3 - область монокристаллического роста A1N-2H с наследованием ориентации (10 ТО) ; 4 - область с наследованием как ориентации (1010), так и политипа подложки SÏC-4H.

монокристалл ♦

___L___________ i \ Ч

Vpocm, нм/с

0,7 0,6

0,5 0,4

0,3 0,2

ОД

текстура ; (0001) 2H-A1ÍN

поликристалл 2Н

---^^ ' J&k

монокристалл наследование ориентации (10Г0) иполнтипа

0.50 0.75 1.00 Ю00/Г, К1

Рис. 4. Диаграмма ростовой сгрукгурно-ориентационной устойчивости A1N при эпигаксин на подложку SiC политипа 4Н с ориентацией (10Т0).

Анализ областей роста текстурированных и монокристаллических слоев A1N позволил определить численное значение энергии активации процесса роста, которая составила 0,13 эВ, что наиболее типично для величин энергии активации процессов роста, лимитируемых поверхностной диффузией. Установлено, что при гетероэпитаксии A1N в квазиравновесных условиях имеет место наследование политипа и ориентации SiC-подложки. Кроме того, показано, что для получения слоев A1N с нетрадиционной ориентацией и политипной структурой, за счет наследования

структурных характеристик затравки, предпочтителен переход к более низким скоростям роста и повышенным температурам подложки-затравки.

Пятая глава посвящена изучению свойств нитрида алюминия, полученного методами ИХО и сублимации, определению области применения материала полученного тем или иным способом, а также практическому использованию нитрида алюминия в качестве технологических и функциональных слоев при создании приборов оггго- и высокотемпературной электроники, микросистемной техники.

На рис. 5 представлена матрица "Свойства-цазначепие-ррименение", являющаяся основой при формулировке требований к слоям и кристаллам нитрида алюминия синтезируемым в настоящей работе и иллюстрирующая области конкретного применения слоев и нитевидных кристаллов нитрида алюминия, которые были получены в диссертационной работе в рамках требований, определяемых ранее представленной матрицей. Это изолирующие слои в высокотемпературных транзисторах на основе композиции "SiC-AlN-SiC(Al203)", изолирующие, жертвенные и "стоп"-слои в первичных преобразователях давления и ускорения на основе композиции "SiC-AlN-Si", микрозонды для приборов атомно-силовой микроскопии на основе нитевидных кристаллов A1N, фоточувствительные слои в виде композиции "AIN-AI2O3" для радиационностойких датчиков "жесткого" УФ излучения.

СВОЙСТВА

НАЗНАЧЕНИЕ

Габитус

Морфология поверхности

Структурное совершенство

Равнотолщинность

Селективность травления

Требования "+" - обязательные "О" - возможные "-" - необязательные

"Жертвенный" слой

"Стоп-слон"

Изолирующий слой

Функционально-активный слой

Зонд

ПРИМЕНЕНИЕ

Зонды для АСМ Преобразователи (УФ, ПАВ) Приборы высокотемпературной электроники "ч Приборы поверхностной микромеханнки Приборы объемной микромеханики J

Рис. 5. Матрица "Свойства-назначение-применение" слоев а кристаллов A!N.

В данной главе, с учетом особенностей применения A1N при создании различных типов приборов, представлены также результаты определения некоторых электрофизических, оптических и химических свойств A1N в зависимости от условий

получения. В частности, показано, что положение края собственного оптического поглощения слоев нитрида алюминия и, как следствие, положение спектрального максимума фоточувствительности первичных преобразователей УФ излучения, является чувствительным параметром к условиям получения материала и при переходе от неравновесного НХО к квазиравновесному сублимационному способу выращивания A1N происходит, сдвиг края собственного оптического поглощения в коротковолновую область спектра. С учетом ранее сказанного, в ходе работы была осуществлена конструкторско-технологическая разработка, изготовлены и испытаны партии датчиков "жесткого" УФ-излучепия на основе композиции AIN/АЬОз. Датчик представляет собой фоторезистор и имеет положение максимума спектральной чувствительности в области 205-220 нм. Была изучена радиационная стойкость прибора. В результате воздействия потока нейтронов на уровне 1015 нейтронов/см2 спектральная характеристика и ВАХ при освещении не изменились, а претерпела изменение только темновая ВАХ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны физико-технологические основы получения и практически реализован процесс низкотемпературного выращивания перспективного пшрокозонного материала - нитрида алюминия методом сублимации. Показано, что в широком интервале условий синтеза рост AIN происходит по механизму ПЖТ и эффективным параметром управления морфологией и габитусом растущего кристалла является отношение давлений базовых компонентов - алюминия и азота, находящихся в атомарном состоянии, что позволяет осуществлять целенаправленный переход от эпитаксиального роста слоев A1N к формированию пластинчатых и нитевидных кристаллов. Методом сублимации в интервале температур 1100-1350 °С при давлении азота 5-103-105Па получены структурно-совершенные эпитаксиальные слои нитрида алюминия и нитевидные кристаллы с соотношением геометрических размеров 1/100 микронного диаметра, которые предназначены для использования в качестве микрозондов для атомно-силовой микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения.

2. Установлен эффект образования протяженных переходных слоев переменного состава системе SiC-AIN при эпитаксии A1N на подложки SiC методом сублимации по механизму ПЖТ, что создает предпосылку к развитию низкотемпературных методов получения твердых растворов SiC-AIN из жидкой фазы.

3. Проведено исследование ростового структурно-ориентационного изоморфизма при гетероэпигаксии нитрида алюминия и карбида кремния »методом сублимации в системе SiC-AIN. Установлено, что при гетероэпигаксии в квазиравновесных условиях имеет место наследование кристаллической структуры (политипа) и ориентации субстрата, в то время как в условиях высоких пересыщений имеет место различие в ростовой устойчивости кристаллической структуры, проявляющейся в образовании на подложках 6H-SiC - нитрида алюминия политипа 2Н, а на подложках 2H-A1N - карбида кремния политипа ЗС. На подложках SiC с нетрадиционной ориентацией (1010) политипа 4Н получены монокристаллические слои AIN редкого политипа 4Н.

4. Осуществлена оптимизация ранее разработанного процесса получения нитрида алюминия методом ИХО на подложках кремния, сапфира и карбида кремния по критериям химического, структурно-ориентационного упорядочения и морфологическим характеристикам поверхности слоев для практического использования в качестве первичных преобразователей "жесткого" УФ излучения, а также изолирующих и "жертвенных" слоев в микромеханических преобразователях давления, ускорения и высокотемпературных радиационно-стойких транзисторных структурах на основе композиции "SiC-AIN". Показано, что при ИХО нитрида алюминия, как и в методе сублимации, имеет место избыточное накопление алюминия на поверхности роста, и важнейшим технологическим параметром, обеспечивающим химическое и структурное упорядочение осаждаемых слоев, является температура подложки, определяющая в интервале 950-1000 °С установление оптимальных условий для получения стехиометрического нитрида алюминия. Экспериментально установлено, что положение края собственного оптического поглощения слоев нитрида алюминия является чувствительным параметром процесса синтеза и при переходе от неравновесного ИХО к квазиравновесному сублимационному способу получения A IN происходит сдвиг края собственного оптического поглощения в коротковолновую область спектра.

5. Осуществлена конструкгорско-технологаческая разработка, изготовлены и испытаны партии первичных преобразователей "жесткого" УФ излучения на основе синтезированной композиции AlN/AbOn и показано, что данный первичный преобразователь имеет положение максимума спектральной чувствительности в области 205-220 нм и обладает высокой устойчивостью к воздействию радиации (флюенс нейтронов более 1015 нейтронов/см2).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Корляков A.B., ЛучининВ.В., Четвергов М.В. Ростовая устойчивость политипов в системе "SiC-AIN" // Перспективные материалы и приборы оптоэлектроники и сенсорики. СПб., 1998. С. 109-114. (Изв. ТЭТУ. Вып. 517.).

2. Корляков A.B., Лучинин В.В., Четвергов М.В. Сенсоры "жесткого" ультрафиолетового излучения на основе широкозонных материалов // Микросистемная техника 2000 г., №2.

3. A.Z. Kazak-Kazakevich, A.V. Koriyakov, V.V. Luchinin, M.V. Chetvergov, M.G. Yudin Structural and orientational isomorphism and polymorphism at SiC-AIN epitaxial growth // The twelfth International conference On Crystal Growth. Israel, Jerusalem July, p. 2631, 1998.

4. V.V. Luchinin, M.V. Chetvergov, A.V. Koriyakov, S.V. Kostromin, A.P. Sazanov,

V.A. Popov, A1N/A1203 Composition Based Hard Ultraviolet Radiation Sensor И

"Eurosensors ХШ" The 13 th European Conference on Solid-State Transducers,

September 12-15, 1999 The Hague, The Netherlands, p. 505-508.

5. Корляков A.B., Лучинин В.В., Четвергов М.В. Ориентационная и структурная ростовая устойчивость в системе "SiC-AIN" // Тезисы докладов 2-го международного семинара "Полупроводниковый карбид кремния и родственные материалы", Новгород. 1997.-С. 61-62.

6. Четвергов М.В., Корляков A.B., ЛучининВ.В. Рост широкозонных нитридов MemN по механизму "пар-жидкость-твердое // Труды Щ-го - Международного научного семинара "Карбид кремния и родственные материалы" (ISSCRM-2000), Великий Новгород, 24-27 мая 2000 г.

7. Четвергов М.В., Костромин C.B., Красиков В Л., Тексель A.A. Датчик "жесткого" ультрафиолетового излучения на нитриде алюминия // Труды Ш-го -Международного научного семинара "Карбид кремния и родственные материалы" (ISSCRM-2000), Великий Новгород, 24-27 мая 2000 г.

8. Никифоров А.Ю., Телед В.А., Афанасьев A.B., Ильин В.А., Корляков A.B., Лучинин В.В., Субботин О.В., Четвергов М.В. Радиационная стойкость первичных преобразователей температуры, давления и ультрафиолетового излучения на основе карбида кремния и нитрида алюминия // Труды Щ-го - Международного научного семинара "Карбид кремния и родственные материалы" (ISSCRM-2000), Великий Новгород, 24-27 мая 2000 г.

9. Корляков A.B., Костромин C.B., Лучинин В.В., Четвергов М.В. Синтез гетероструктур SiC-AIN // Труды пятой общероссийской конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники", Геленджик, 1998 г.

10.ЧетверговМ.В. Разработка конструкции и элементов технологии изготовления высокотемпературного полевого транзистора на основе композиции "карбид кремния - нитрид алюминия" // Тезисы докладов "Научной молодежной школы по твердотельным датчикам", Санкт-Петербург, 1998 г, с. 14.

П.ЧетверговМ.В. Принцип матрицы при эпитаксии в системе "SiC-AIN" H 2-я Научная молодежная школа "Поверхность и границы раздела структур микро- и наноэлекгроники". Тезисы докладов. 2-4 ноября 1999 г., Санкт-Петербург. - С.-Пб.: ЙПЦ СПбГЭТУ, 1999 г. С. 21.

12.Четвергов М.В., Тексель A.A. Датчик "жесткого" ультрафиолетового излучения на основе композиции "AIN-AÏ^" // Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой охтго- и наноэлектронике. 30.11.9903.12.99. Санкт-Петербург. Тезисы докладов. С. 128.

13.Четвергов М.В. Синтез редких политипов 2Н и ЗС при эпитаксии в системе "SiC-A1N" // Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опго- и наноэлектронике. 30.11.99-03.12.99. Санкт-Петербург. Тезисы докладов. С. 57.

ВВЕДЕНИЕ

OJIABA I. НИТРИД АЛЮМИНИЯ И МЕТОДЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

1.1. КРИСТАЛЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

1.1.1. Физико-химические свойства нитрида алюминия

1.1.2. Структура и электрофизические свойства нитрида алюминия

1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В КВАЗИРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ

1.2.1. Метод сублимации

1.2.2. Химическое осаждение из газовой фазы

1.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В НЕРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ

1.3.1. Moлекулярно-лучевая эпитаксия

1.3.2. Ионно-плазменное осаждение

1.4. СВОЙСТВА СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

1.4.1. Состав слоев

1.4.2. Структура слоев

1.4.3. Механические свойства

1.4.4. Оптические свойства

1.4.5. Электрические свойства

1.4.6. Пьезоэлектрические свойства

1.4.7. Химические свойства

1.5. ВЫВОДЫ 49 "ЛАВА II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ЖГРИДА АЛЮМИНИЯ

2.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ И КОМПОЗИЦИЙ A1N-SíC(A1203,Si)

2.2. ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ AIN В КВАЗИРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ МЕТОДОМ СУБЛИМАЦИИ

2.2.1. Термодинамика системы АПЧ-М

2.2.2. Зависимость морфологии поверхности растущего кристалла от термодинамических условий проведения процесса

2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛАВА III. ОСОБЕННОСТИ РОСТА НИТРИДА АЛЮМИНИЯ ПО МЕХАНИЗМУ ПЖТ

3.1. ПАРАМЕТРЫ РОСТА НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В МЕТОДЕ СУБЛИМАЦИИ

3.1.1. Общее описание роста А1Ы по механизму ПЖТ

3.1.2. Определение кинетических коэффициентов нитевидных кристаллов

3.1.3. Определение поверхностных энергий

3.1.4. Полизародышевый рост нитевидных кристаллов нитрида алюминия

3.2. РОСТ СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ НА ПОДЛОЖКАХ КАРБИДА КРЕМНИЯ ПО МЕХАНИЗМУ ПЖТ

3.3. ФАЗОВЫЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РОСТА СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ИХО

3.4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 99 "ЛАВА IV. СТРУКТУРНО-ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

4.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗДЕЛА

4.2. СРАВНЕНИЕ РОСТОВОЙ СТРУКТУРНО-ОРИЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ СЛОЕВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ МЕТОДАМИ ИХО И СУБЛИМАЦИИ

4.3. КРИТЕРИЙ РОСТОВОЙ СТРУКТУРНО-ОРИЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ ЭПИТАКСИИ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ НА КАРБИД КРЕМНИЯ

4.4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЯЕМОГО ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКИХ ПОЛИТИПОВ И ГЕТЕРОПОЛИТИПНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В 108 СИСТЕМЕ "SiC-AIN"

4.5. ВЫВОДЫ 109 ^ЛАВА V. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

5.1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЛОЕВ И 112 НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

5.2. ПРИМЕНЕНИЕ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ НИТРИДА 116 АЛЮМИНИЯ В ПРИБОРАХ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

5.3. ПРИМЕНЕНИЕ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В ПРИБОРАХ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

5.4. ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА "ЖЕСТКОГО" УФ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИИ A1N/A

Современный этап развития материалов электронной техники характеризуется резкой интенсификацией научно-практической деятельности в )бласти технологии широкозонных нитридов (MeinN) и особенно нитридов шюминия и галлия (A1N и GaN), что вызвано рядом их уникальных свойств, федставляющих несомненный интерес для опто- и СВЧ-электроники, ликросистемной техники.

Для нитрида алюминия характерна большая ширина запрещенной зоны 6,2 эВ), высокие температура Дебая (950 К) и теплопроводность (3,2 Вт/см-К), i также скорость распространения акустических волн 6-10 м/с и практически вдеальные кристаллохимическая и термомеханическая совместимости с сарбидом кремния (SiC) и нитридом галлия.

Нитрид алюминия технологически совместим также с базовыми материалами электронной техники - кремнием (Si) и сапфиром (А1203), что 1редставляет несомненный интерес для такой быстроразвивающейся области сак микросистемная техника при создании чувствительных (например, сенсоров ультрафиолетового (УФ) излучения) и исполнительных элементов например, актюаторов на основе пьезоэффекта). Характерно, что создаваемые m основе A1N приборы, использующие его изолирующие, пьезоэлектрические, штические свойства могут быть предназначены для экстремальных условий жсплуатации.

Широта применения нитрида алюминия определяет многообразие гребований к его структурно-морфологическим, электрофизическим и штическим параметрам, что непосредственно связано с технологией толучения данного материала. Наибольшее развитие в настоящее время юлучили методы ионно-плазменного и газофазного осаждения (CVD) слоев штрида алюминия. Известны также работы по выращиванию A1N методом ублимации, а также получению сверхтонких слоев методом молекулярноучевой эпитаксии (МЛЭ). Имеющиеся в России устойчивые экономические »граничения на разработку и приобретение оборудования для получения слоев UN методом CVD и МЛЭ, а так же наличие в Санкт-Петербургском осударственном электротехническом университете "ЛЭТИ" значительной ехнологической культуры в области получения карбида кремния методом ублимации, а в последнее время и методом ионно-химического осаждения ИХО), определили основное направление исследований данной щссертационной работы.

Представленная работа является целенаправленным исследованием гроцессов структуре- и формообразования A1N в широком диапазоне вариаций чшовий синтеза, направленным на разработку технологии и исследование ;войств нитрида алюминия в связи с условиями получения и возможного грименения. Планируемыми основными областями применения синтезируемого материала в настоящей работе являются: шкроэлектромеханика (первичные преобразователи давления и ускорения), штоэлектроника (первичные преобразователи "жесткого" УФ), экстремальная электроника на основе композиции "SiC-AIN" (высокотемпературные »адиационно-стойкие транзисторы), атомно-зондовая диагностика микрозонды на основе нитевидных кристаллов A1N для атомно-силовой шкроскопии (АСМ)), что, безусловно, определяет конкретные требования к ;труктурно-морфологическим, оптическим и электрофизическим свойствам базового материала.

Настоящая работа является составной частью научно-исследовательских >абот . выполняющихся на кафедре "Микроэлектроники" и в центре Микротехнологии и диагностики" Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ". Тематика диссертационной >аботы соответствует "Перечню критических технологий федерального 'ровня" (подразделы: "Материалы для микро- и наноэлектроники", Микросистемная техника и микросенсорика"), "Перечню технологий войного назначения федерального уровня" (подразделы: "Б.5.1.00 - материалы (ля электроники и микроэлектроники", Б.2.7.00 - базовые технологии гроизводства микро- и наноэлектроники, Б.4.6.00 - датчики и датчиковые ;истемы). Отдельные этапы исследований выполнялись в соответствии с: Государственным оборонным заказом (план НИОКР на 1999 г., КЦП ФППИ, утвержденная Министром обороны РФ 23.01.99.), ФЦНТП "Исследования и >азработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского тзначения" на 1996-2000 г. (подпрограмма "Технологии, машины и гроизводства будущего"), планами работ Федерального фонда развития •лектронной техники на 1999-2000 гг. и в рамках Межвузовской научно-:ехнической подпрограммы "Производственные технологии" (раздел Электроника").

Цель работы

Исследование структурно-морфологических особенностей роста нитрида шюминия при разработке процессов его получения методами сублимации и юнно-химического осаждения для элементной базы микроэлектромеханики, штоэлектроники и экстремальной электроники.

Задачи диссертационной работы

1. Разработка физико-технологических основ получения нитрида шюминия методом сублимации при пониженных температурах по механизму пар-жидкость-твердое" (ПЖТ).

2. Исследование структуры, габитуса и морфологии поверхности нитрида шюминия в зависимости от условий получения методами сублимации и ионно-[имического осаждения.

3. Исследование структурно-ориентационного изоморфизма и состава юреходных слоев в системе AlN-SiC в связи с условиями получения.

4. Разработка технологии получения слоев нитрида алюминия с ¡аданными структурно-морфологическими характеристиками для датчиков жесткого" УФ, изолирующих, "жертвенных" и "стоп"-слоев для усилительных элементов и микромеханических преобразователей с экстремальными чшовиями эксплуатации, а также нитевидных кристаллов A1N для шкрозондов сверхвысокого пространственного разрешения приборов атомно-;иловой микроскопии.

Научная новизна работы заключается в том, что в результате :омплексных исследований процессов структуро- и формообразования юрспективного широкозонного материала - нитрида алюминия было юуществлено моделирование условий роста AIN, а также экспериментально шределены базовые технологические параметры, обеспечивающие синтез A1N : заданными структурой, габитусом и морфологией поверхности, что юзволило разработать обоснованные научно-технические решения при юлучении A1N методами сублимации и ИХО в зависимости от планируемого функционально-технологического назначения материала.

К наиболее оригинальным впервые полученным научным результатам, гредставленным в диссертационной работе, относятся следующие:

- показано, что рост нитрида алюминия методом сублимации может быть >еализован при относительно низких температурах (1100-1350 °С), благодаря >беспечению процесса роста по механизму ПЖТ и эффективным параметром 'правления габитусом и морфологией поверхности растущего кристалла [вляется соотношение между давлениями азота и алюминия, находящихся в :оне роста в атомарном состоянии, причем, для перехода от роста »питаксиальных слоев к получению нитевидных кристаллов A1N необходимо )беспечить изменение этого параметра от 1/100 до 1/1000;

- установлено, что для нитевидных кристаллов нитрида алюминия, юлученных методом сублимации, зависимость скорости роста от их диаметра юдчиняется параболическому закону, что, в рамках ранее развитых тредставлений, является свидетельством о реализации процесса по механизму 1ЖТ;

- установлено, что при взаимной гетероэпитаксии нитрида алюминия и :арбида кремния методом сублимации на подложках с базовой ориентацией 0001), в условиях высоких пересыщений, наблюдается различие в ростовой остойчивости кристаллической структуры, проявляющееся в образовании на юдложках бН-SiC - нитрида алюминия политипа 2Н, а на подложках 2H-A1N -:арбида кремния политипа ЗС;

- установлено, что при гетероэпитаксии нитрида алюминия на сарбидокремниевые подложки методом сублимации в квазизамкнутом объеме шеет место образование протяженных переходных слоев переменного состава $ системе AIN-SiC, что связано с подрастворением поверхности SiC подложки $ растворе расплаве, образующемся на поверхности роста при реализации 1роцесса осаждения A1N на SiC по механизму ПЖТ;

- установлено, что при использовании метода ИХО рост нитрида шюминия на кремниевой подложке происходит в условиях избыточного содержания на поверхности алюминия и для получения структурно-упорядоченных слоев A1N стехиометрического состава необходимо обеспечить )еализацию процесса при относительно высоких температурах не менее )50 °С, при которых в условиях ИХО устанавливается динамическое >авновесие, определяемое десорбцией избыточного компонента с поверхности :вердой фазы и активацией поверхностной подвижности адсорбированных тстиц;

- показано, что существует устойчивая корреляция между положением срая собственного оптического поглощения слоев нитрида алюминия и :ехнологическими условиями синтеза, проявляющаяся в смещении края собственного оптического поглощения в коротковолновую область спектра при тереходе от неравновесного ИХО к сублимационному способу получения A1N.

Практическая ценность работы заключается в разработке научно-»боснованных технических решений в области аппаратурно-методического >азиса для реализации процессов получения перспективного широкозонного штериала - нитрида алюминия с заданными структурой, габитусом и юрфологией поверхности методами сублимации и ИХО на инородных юдложках (SiC, Si, А120з) с целью практического использования A1N при юздании первичных преобразователей УФ излучения, давления и ускорения, а акже микрозондов для атомно-силовой микроскопии сверхвысокого фостранственного разрешения.

К результатам имеющим наибольшую практическую ценность следует >тнести:

-разработку аппаратуры и способа низкотемпературного (1100-1350 °С) ¡ыращивания нитрида алюминия методом сублимации, включая получение шитаксиальных слоев A1N на подложках карбида кремния и сапфира и штевидных кристаллов с соотношением геометрических размеров 1/100 шкронного диаметра (заявка на патент России);

- оптимизацию условий получения нитрида алюминия методом ИХО с 1;елью получения слоев с заданной структурой и минимально развитой юрфологией поверхности на подложках Si, AI2O3 и SiC для практического юпользования в качестве фоточувствительных слоев в датчиках "жесткого" /Ф излучения, изолирующих, "жертвенных" и "стоп"-слоев в шкромеханических преобразователях давления, ускорения, изолирующих ;лоев в высокотемпературных радиационно-стойких транзисторных :труктурах на основе композиции SiC-AlN-SiC(Al203);

-разработку конструкции, технологии и организации мелкосерийного гроизводства первичных преобразователей "жесткого" УФ излучения А-тах-210 нм), устойчивых к воздействию радиации (флюенс нейтронов более if л

0 нейтр/см ), на основе композиции "AIN/AI2O3" (положительное решение от Я.03.99 по заявке № 99105813/28(006554) от 03.03.98. на патент России Полупроводниковый датчик ультрафиолетового излучения");

- использование нитевидных кристаллов нитрида алюминия с ¡стественной ростовой огранкой, полученных методом сублимации, в качестве ысокоразрешающих зондов для сверхлокальной высокоразрешающей (иагностики поверхности твердого тела в отечественном приборе атомно-иловой микроскопии СКАН-8.

Результаты работы использованы в научно-учебно-производственном :омплексе центра "Микротехнологии и диагностики" Санкт-Петербургского осударственного электротехнического университета при реализации ледующих НИОКР: 5975/ЦМИД-81 (шифр "Ведро") - выполняется в оответствии с Государственным оборонным заказом; 5976/ЦМИД-82 (шифр Деление") - выполняется по договору с Секцией прикладных проблем при 1резидиуме РАН; 5968/ЦМИД-80 (шифр "Карбид-К-ЛЭТИ") - выполняется в соответствии с планом работ Федерального фонда развития электронной ехники; ТМБ/ЦД1ИД-59 проект "Интегрированные кластерные ехнологические микросистемы и микроинструмент" - выполняется в рамках ЩНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и ехники гражданского назначения" подпрограмма "Технологии, машины и гроизводство будущего";

Результаты работы использованы в Центре технологий шкроэлектроники Минобразования РФ при реализации проекта - ЦТМ-ГБ-'000-1 "Разработка микроэлектромеханических приборов на основе :омпозиции "карбид кремния - нитрид алюминия" для экстремальных условий жсплуатации", выполняемого в рамках Межвузовской научно-технической грограммы "Производственные технологии", раздел "Электроника" и проекта ДТМ-ГБ-9801, выполняемого в рамках Федеральной целевой научно-ехнической программы "Исследования и разработки по приоритетным управлениям науки и техники гражданского назначения" подпрограмма Технологии, машины и производство будущего".

Результаты работы использованы в ЭНПО "Специализированные шектронные системы" (г. Москва) при сравнительном исследовании

•адиационной стойкости материалов электронной техники и микроприборов датчиков "жесткого" УФ излучения) на их основе.

Научные положения выносимые на защиту

1. Экспериментально и теоретически показано, что рост нитрида люминия методом сублимации в атмосфере азота в широком интервале емператур происходит по механизму "пар-жидкость-твердое", где функцию шдкой фазы выполняет расплав алюминия насыщенный азотом, а (оминируюгцим фактором определяющим габитус, морфологию поверхности и структуру нитрида алюминия, является отношение давлений базовых :омпонентов - алюминия к азоту в атомарном состоянии, причем, увеличение (анного отношения в пользу алюминия стимулирует последовательный гереход от эпитаксиального роста слоев к образованию пластинчатых и штевидных кристаллов A1N.

2. Экспериментально установлено, что при реализации процессов етероэпитаксии в системе SiC-AIN методом сублимации в квазиравновесных условиях имеет место устойчивый ростовой структурно-ориентационный иоморфизм, проявляющийся в наследовании кристаллической структуры и »риентации подложки, в то время как при гетероэпитаксии, в условиях «ысоких пересыщений, на подложках-затравких SiC и A1N с базовой >риентацией (0001) для нитрида алюминия доминирует структура вюрцита, а 1ри осаждении карбида кремния преимущественно образуется структура сфалерита.

4.5. ВЫВОДЫ

Теоретически предсказано и экспериментально установлено, что ¡органической системе "карбид кремния - нитрид алюминия" присущ

V У

V У У У

8Ю бН-БЮ ЗС-8Ю 2Н-АШ

6Н-8Ю а б V V V V V вЮ ЗС+2Н ею

-/ /2Н-АШ

6Н-8Ю в с. 4.3. Схемы реализации эпитаксии сэндвич-методом в системе БЮ-для направленного получения редких политипов 81С 2Н и ЗС.

Структура

6Н, 4Н.

Подложка ею ч

Ориентация

0001)

1010)

Нанесение АШ полигипа 2Н в условиях наследования ориентации

2Н у" АПМЗГС (0001) |

ЮТО)

Нанесение ЭЮ

ЗС

2Н

К-К"

Слой БЮ

1010) ю. 4.4. Алгоритмы синтеза редких политипов 81С-2Н и 81С-ЗС.

111 ратимый ростовой структурно-ориентационный изоморфизм, вспенивающий возможность синтеза редких метастабильных структурных дификаций карбида кремния и нитрида алюминия (от сфалерита до рцита) по принципу матрицы. Показано, что нитрид алюминия с иентацией обеспечивает наибольшую ростовую устойчивость 81С со зуктурой вюрцита. Переход на ориентацию, отличную от базисной (0001), зволяет создавать через "буферные" слои нитрида алюминия подложки -гравки для получения с редкими ориентациями.

Разработаны алгоритмы синтеза редких политипов карбида кремния на дложках нитрида алюминия.

ГЛАВАV

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЛОЕВ И НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

Широта применения нитрида алюминия определяет многообразие гбований к его структурно-морфологическим, электрофизическим и гическим параметрам, что непосредственно связано с технологией лучения данного материала.

Глава посвящена изучению свойств нитрида алюминия, полученного тодами ИХО и сублимации, определению области применения материала лученного тем или иным способом, а также практическому использованию трида алюминия в качестве технологических и функциональных слоев при здании приборов опто- и высокотемпературной электроники, [кросистемной техники.

На рис. 5.1 представлена матрица "Свойства-назначение-применение", ляющаяся основой при формулировке требований к слоям и кристаллам трида алюминия синтезируемым в настоящей работе и иллюстрирующая ласти конкретного применения слоев и нитевидных кристаллов нитрида юминия, которые были получены в диссертационной работе в рамках ебований, определяемых ранее представленной матрицей. Это изолирующие ои в высокотемпературных транзисторах на основе композиции "SiC-AlN-CXAI2O3)", изолирующие, "жертвенные" и "стоп"-слои в первичных •еобразователях давления и ускорения на основе композиции "SiC-AlN-Si", жрозонды для приборов атомно-силовой микроскопии на основе нитевидных металлов A1N, фоточувствительные слои в виде композиции "A1N-A1203" для диационностойких датчиков "жесткого" УФ излучения (рис. 5.2).

В таблице 5.1 представлены основные результаты по изучению свойств грида алюминия полученного в настоящей работе в сравнении с гературными данными. Безусловно, что свойства материала зависят от ювий его получения, поэтому в таблице указаны диапазоны значений.

В частности установлено, что положение края собственного оптического глощения слоев нитрида алюминия является чувствительным параметром бактеризующим структурное и химическое упорядочение слоев, при этом и переходе от неравновесного ИХО к квазиравновесному сублимационному эсобу получения A1N происходит сдвиг края собственного оптического глощения в коротковолновую область спектра (рис. 5.2).

В работе проведены сравнительные технологические исследования по щкостному и "сухому" травлению нитрида алюминия. Объектами следований являлись монокристаллические пленки A1N на сапфире и эбиде кремния, а также текстурированные и поликристаллические слои A1N кремнии и поликоре. Для обеспечения жидкостного травления пользовались два основных типа сред: щелочная - 15% раствор КОН и слотная - ортофосфорная кислота. Функцию маскирующего покрытия при авлении A1N выполняли SiC и SiaN^ Установлено, что при температурах (80-)°С в КОН скорость травления монокристаллического материала рьировалась от 0,6-0,8 мкм/мин, в то время как скорость травления ликристаллических слоев составляла 5-8 мкм/мин. Травление A1N в тофосфорной кислоте носит более мягкий характер и при вышеуказанных мпературах скорость травления монокристаллического A1N составляла 0,2-I мкм/мин, а в случае поликристаллического материала - 1-3 мкм/мин.

Исследования процесса «сухого» травления A1N осуществлялось в плазме иогенсодержащих газов: трихлортрифторэтана и гексафторида серы. Для юведения экспериментов была использована оригинальная установка активного ионно-плазменного травления (РИПТ) с ВЧ-магнетронным зрядом [103].

Показано, что:

- РИПТ A1N в трихлортрифторэтане в магнетронном разряде с удельной щностью 0,4-И,8 Вт/см2 обеспечивает скорость травления Юч-70 нм/мин при изотропности травления 5:1 ;

- селективность травления композиции «SiC-AIN» в газовой смеси SF6 и CI3F3 изменяется в широких пределах и в стандартных рабочих условиях зтавляет 30:1 и 2:1 в среде SF6 и C2CI3F3, соответственно;

- эффективным маскирующим покрытием при РИПТ AIN, SiC и Si в где SF6 и C2CI3F3 является алюминий.

Таким образом могут быть определены области применения материала лученного тем или иным способом. Так слои полученные методом ИХО для горых характерны высокая гладкость поверхности, равномерность по гпцине, но не высокое структурное совершенство могут быть применены в честве «жертвенных» и «стоп-слоев». В тоже время показано, что при пользовании слоев нитрида алюминия в качестве чувствительного к УФ пучению слоя особенно важно структурное совершенство материала, ияющее на положение максимума спектральной чувствительности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом работы явилась разработка физико-технологических основ, 1аратного и методического обеспечения процесса эпитаксии A1N методом элимации при пониженных температурах на подложки SiC и А120з, а так же оведено исследование структурно-морфологических особенностей роста грида алюминия при разработке процессов его получения методами элимации и ионно-химического осаждения для элементной базы кроэлектромеханики, оптоэлектроники и экстремальной электроники и в лности:

1. Разработаны физико-технологические основы получения и актически реализован процесс низкотемпературного выращивания рспективного широкозонного материала - нитрида алюминия методом элимации. Показано, что в широком интервале условий синтеза рост A1N оисходит по механизму ПЖТ и эффективным параметром управления •рфологией и габитусом растущего кристалла является отношение давлений зовых компонентов - алюминия и азота, находящихся в атомарном стоянии, что позволяет осуществлять целенаправленный переход от итаксиального роста слоев A1N к формированию пластинчатых и [тевидных кристаллов. Методом сублимации в интервале температур 110050 °С при давлении азота 5-103-105Па получены структурно-совершенные итаксиальные слои нитрида алюминия и нитевидные кристаллы с отношением геометрических размеров 1/100 микронного диаметра, которые »едназначены для использования в качестве микрозондов для атомно-силовой шроскопии сверхвысокого пространственного разрешения.

2. Установлен эффект образования протяженных переходных слоев ¡ременного состава системе SiC-AIN при эпитаксии A1N на подложки SiC угодом сублимации по механизму ПЖТ, что создает предпосылку к развитию жотемпературных методов получения твердых растворов SiC-AIN из дкой фазы.

3. Проведено исследование ростового структурно-ориентационного >морфизма при гетероэпитаксии нитрида алюминия и карбида кремния годом сублимации в системе SiC-AIN. Установлено, что при ероэпитаксии в квазиравновесных условиях имеет место наследование ясталлической структуры (политипа) и ориентации субстрата, в то время как условиях высоких пересыщений имеет место различие в ростовой гойчивости кристаллической структуры, проявляющейся в образовании на дложках бН-SiC - нитрида алюминия политипа 2Н, а на подложках 2H-A1N -эбида кремния политипа ЗС. На подложках SiC с нетрадиционной иентацией (10ТО) политипа 4Н получены монокристаллические слои A1N ц,кого политипа 4Н.

4. Осуществлена оптимизация ранее разработанного процесса получения трида алюминия методом ИХО на подложках кремния, сапфира и карбида емния по критериям химического, структурно-ориентационного орядочения и морфологическим характеристикам поверхности слоев для актического использования в качестве первичных преобразователей :есткого" УФ излучения, а также изолирующих и "жертвенных" слоев в скромеханических преобразователях давления, ускорения и юокотемпературных радиационно-стойких транзисторных структурах на нове композиции "SiC-AIN". Показано, что при ИХО нитрида алюминия, как в методе сублимации, имеет место избыточное накопление алюминия на верхности роста, и важнейшим технологическим параметром, еспечивающим химическое и структурное упорядочение осаждаемых слоев, ляется температура подложки, определяющая в интервале 950-1000 °С тановление оптимальных условий для получения стехиометрического [трида алюминия. Экспериментально установлено, что положение края бственного оптического поглощения слоев нитрида алюминия является

130 v ютвительным параметром процесса синтеза и при переходе от эавновесного ИХО к квазиравновесному сублимационному способу тучения A1N происходит сдвиг края собственного оптического поглощения в эотковолновую область спектра.

5. Осуществлена конструкторско-технологическая разработка, отовлены и испытаны партии первичных преобразователей "жесткого" УФ гучения на основе синтезированной композиции AIN/AI2O3 и показано, что 1ный первичный преобразователь имеет положение максимума жтральной чувствительности в области 205-220 нм и обладает высокой гойчивостью к воздействию радиации (флюенс нейтронов более 15 нейтронов/см2).

1. Маделунг О. Теория твердого тела Пер. с нем. М.: "Наука", 1980,416 с. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М., "Физматгиз", 1963, 696 с. A.M. Стоунхэм Теория деффектов в твердых телах. / Пер. с англ. издательство "Мир", М., 1978.

2. Г. Джонс Теория зон Брилюэна и электронные состояния в кристаллах, "Мир", 1968.

3. W. R. L. Lambrecht, K. Kim, S. N. Rashkeev, and B. Segall. Electronic and optical properties of the group-Ill nitrides, their heterostructures and alloys. Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 395,455-466 (1996).

4. Книппенберг В., Верспьюи Г. Влияние примесей на рост кристаллов при рекристаллизации // В кн. Карбид кремния, ред. Г. Хениш и Р. Рой. М. : Мир, 1972.-С. 119-140.

5. Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мелихова. М.; Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

6. Гетероэпитаксия карбида кремния на диэлектрической подложке / Думченко С.Н., Корляков А.В., Лучинин В.В. и др. // Тез. докл. VII конф. по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск, 1986. Т. 1.- С. 221-222

7. Корляков А.В. Ростовые фазовые политипные превращения при эпитаксии карбида кремния и нитрида алюминия. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук. Л. 1989.

8. Czekaj C.L., Hackeney M.L.J., Hurley W. J„ Jr., Interrante L.V., Sidel G.A., Scheilds P.J., Slack G.A. Preparation of silicon carbide/ aluminum nitride ceramics using organometallic precursors // J. Am. Ceram. Soc., 1990, V.73, N 2, -P. 352-357.

9. Proceedings of the Sixth International Conference, Kyoto, Japan, 18-21 September 1995.

10. Ohuchi F.S., Russel P.E. AIN thin films with controlled crystallographic orientations and their microstructure// J. Vac. Sci Technol. A. 1987.-Vol.5, К 4.-P. 1630-1634.

11. Growth of solid solutions of aluminium nitride and silicon carbide in lowpressure vertical reactor MOCVD / K. Wongchotingul, M.G. Spencer, N. Chenet al. // Inst. Phys. Conf. Ser. N 137. - 1994. - P. 397-402.

12. Growth of solid solutions of aluminium nitride and silicon carbide bymetalorganic chemical vapor deposition /1. Jenkins, K.G. Irvine, M.G. Spenceret al. // Abstracts of the Workshop on SiC Materials and Devices. 1992. - P.15.20.

13. S. Karmann, H.P.D. Schenk, U. Kaiser, A. Fissel, Wo. Richter. Mater. Sci. Eng.1. B, 50, 228(1997).

14. K. Dovidenko, S. Oktyabrsky, J. Narayan, M. Razeghi. J. Appl. Phys., 79, 2439 (1996).

15. C. Deger, E. Born, H. Angerer, O. Ambacher, M. Stutzmann, J. Hornsteiner, E. Riha, G. Fischerauer. Appl. Phys. Lett., 72, 2400 (1998).

16. W.J. Meng, J.A. Sell, T.A. Perry, L.E. Rehn, P.M. Baldo. J. Appl. Phys., 75, 3446 (1994).

17. A physical model for eliminating instabilities in reactive sputtering / T. Larsson, H.-0. Blom, C. Nender, S. Berg // J. Vac. Sci. Technol. A. 1988. - Vol. 6, № 3. -P. 1832-1836

18. Brad.ley L.E., Sites J.R. Silicon nitride layers on gallium arsenide by low-energy ion beam souttering // J.Vac. Sci. Tech-nol. 1979. - Vol.16, N2. -P. 189-192.

19. Windischmann H. Intrinsic stress in AIR prepared by dual ion-beam sputtering

20. Thin Solid Films. 1937. - Vol.154, N 1/2. - P. 159-170.

21. Hulya Birey, Sung-Jae Рак et ai. lon-beam-sputtered AlOxNy encapsulatingfilms // J.Vac. Sci. Tschnol. 1979. - Vjl.16, N 6. -P. 2086-2089.

22. Rigo S., Amsel G., Croset M. Investigation of reactively sputtered siliconnitride films by complementary use of backscattering and nuclear-reactionmicroanalysis// J.Appi. Phys. 1976. Vol.47, N 7.-P. 2800-2810.

23. Золотарв Ю.М., Крумякова М.Г. и др. Пленки нитрида кремния,полученные методом реактивного плазменного распыления// Электроннаятехника. Сер.2. Полупроводниковые приборы. -1970. № 5. -С. 56-59.

24. Bartle D.C., Anderews О.С., Grange J.D., et al. An examination of the reactivesputtering of silicon nitrid.e on to gallium arsenide // Vacuum. 1935. - Vol.55,1. S7.-P. 407-410.

25. Xinjiao Li , Zechuan Xu. , Ziyou Ho et al. On the properties of AIN thin films grown by low temperature reactive R.F. sputtering// Thin Solid Films. 1986. -Vol.139, N3.-P. 261-274.

26. Микроэлектронные устройства. 1980, №5 С. 77-81.

27. Файнштейн C.M. Обработка и защита поверхности полупроводниковых приборов. Изд. 3-е, перераб.// М.: Энергия. 1970. - 295 с. Wet chemical etching of A1N/ J.R. Mileham, S.J. Pearton, C.R. Abernaty, etc.// Apl.Phis. Lett. - 1995.-67-P. 1119-1121.

28. Strite S., Morko? H. GaN, A1N and InN: review// Vacuum Sci. And Tech. -1992. -B.-Vol.10P. 1237-1266.

29. Gerova E.V., Ivanov N.A., Kirov К.1./ Thin Solid Films. -1981. Vol. 81 - P. 201 -204.

30. K.W. Hipps, etc.// Thin Solid Films. 1996. - Vol. 279. - P. 43-48. . Chu T.L., Celm R.W. The preparation and properties of A1N films// J. of the

31. Electrochem. Soc. 1975. - Vol. 122. - P. 3108 - 3112. . Steenbeck K., Steinbeib E., Ufert K.-D. The problem of reactive sputtering and cosputtering of elemental targets // Thin Solid Films. - 1982. - Vol. 92. - P. 371380.

32. Process modeling of reactive sputtering / S. Berg, H.-O. Blom, M. Moradi, C.

33. Nender // J. Vac. Sci. Technol. A. 1989. - Vol. 7, № 3. P. 1225-1229. 1. Рот H. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 11. - М.: Мир, 1986.

34. Лучинин В.В. Эпитаксиальный рост карбида кремния в присутствии редкоземельных металлов.//Известия ЛЭТИ. 1977. В.211. С.43-48. Палатник Л.С., .Папиров И.И. Ориентированная кристаллизация. М., «Металлургия», 1964.

35. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. Гиваргизов Е.И. Главная ред. физ.-мат. литературы издательства "Наука", М., 1977, 304 стр. . Современная кристаллография. Том 3. Образование кристаллов / А.А.

36. Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров. М.: Наука, 1980. . E.I. Givargizov, J. Crystal Growth 31, 20 (1975).

37. Кальнин A.A., Лучинин В.В., Нойберт Ф., Таиров Ю.М. Закономерность эволюции кристаллической структуры при синтезе веществ, обладающих множеством структурно-устойчивых состояний // Журнал технической физики. 1984, Т.54, Вып.7, С. 1388-1390.

38. Корляков A.B., Лучинин В.В., Четвергов М.В. Ростовая устойчивость политипов в системе "SiC-AIN" // Известия ТЭТУ. Сборник научных трудов. Перспективные материалы и приборы оптоэлектроники и сенсорики. 1998, В. 517, С. 109-114.

39. Luchinin V.V., Korlyakov A.V., Vasilev А.А. Silicon Carbide Aluminium Nitride: a New High Stability Composition for MEMS // Proceedings of SPIE. Desing, Test and Microfabrication of MEMS and MOEMS. 1999, V.3680, C.783-791.

40. Корляков A.B., Лучинин B.B., Мальцев П.П. Микроэлектромеханические структуры на основе композиции «карбид кремния нитрид алюминия» // Микроэлектроника. 1999, № 3, С.201-212.

41. Полупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра / И. Д. Анисимова, И. М. Викулин, Ф. А. Заитов, Ш. Д. Курмашев; Под ред. В. И. Стафеева.—М.: Радио и связь, 1984.- 216 с.

42. Корляков А.В., Лучинин В.В., Четвергов М.В. Сенсоры "жесткого" ультрафиолетового излучения на основе широкозонных материалов // Микросистемная техника 2000 г., №2.