1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2018-23-4-335-344621.592Технологические процессы и маршрутыForecasting of Conditions of Vapor-Phase Epitaxy of АIIIВV CompoundsПрогнозирование условий газофазной эпитаксии соединений АIIIВVВигдорович Евгений НаумовичВигдоровичЕвгений НаумовичVigdorovichEvgeny N.Evgeny N. VigdorovichМИРЭА – Российский технологический университет, г. Москва, Россия335344http://ivuz-e.ru/issues/4-_2018/prognozirovanie_usloviy_gazofaznoy_epitaksii_soedineniy_av/http://ivuz-e.ru/download/4_2018_2231.pdf

The chloride-hydride epitaxy is the main gas-phase method for producing the layers for the functional Homo- and heterostructures in micro- and optoelectronics. Nowadays, for producing nanoheterostructures a significant progress in MOS-hydride and molecular beam epitaxy has been made. The method of molecular layering is developing. The emergence of new materials requires the long-term development of optimal technological conditions for their production and therefore it is necessary to create the mathematical, physical and other principles of modeling these processes. The chloride-hydride method continues to be improved for producing relatively thick layers of functional heterostructures. The bases of physical-chemical modeling on an example of chloride-hydride epitaxy have been proposed. In accordance with the concepts of classical thermodynamics as a measure of the system stability is the free energy. For the process of the stationary epitaxial growth the crystallization energy, which for the case of two-dimensional embryo formation is expressed by the Gibbs-Thompson equation, will be this measure. A physical-chemical model of changing the technological modes of gas-phase epitaxy of various compounds under appropriate conditions, under which the compounds with the same degree of disordering are obtained, has been considered. The equations, which permit to use the conditions of already well-developed technology of any material to forecast the conditions of other materials epitaxy of the same type group, have been derived. The obtained regularities are being used to optimize the chloride-hydride process of gallium phosphide epitaxy and solid state solutions based on it. The conditions of the gallium nitride epitaxy coincide well with the conditions of real technological developments of other authors.

Хлоридно-гидридная эпитаксия - основной газофазный метод получения слоев для функциональных гомо- и гетероструктур для микро- и оптоэлектроники. На сегодняшний день для получения наногетероструктур применяется МОС-гидридная и молекулярная эпитаксия, развивается метод молекулярного наслаивания. Появление новых материалов требует длительной разработки оптимальных технологических условий их получения и создания математических, физических и других принципов моделирования этих процессов. Хлоридно-гидридный метод продолжает совершенствоваться и для получения относительно толстых слоев функциональных гетероструктур. В работе изложены основы физико-хими-ческого моделирования на примере хлоридно-гидридной эпитаксии. Рассмотрена физико-химическая модель изменения технологических режимов газофазной эпитаксии различных соединений в соответственных условиях, при которых получаются соединения с одинаковой степенью разупорядочения. Выведены уравнения, позволяющие с использованием хорошо разработанной технологии какого-либо материала спрогнозировать условия эпитаксии других материалов однотипной группы. Полученные закономерности можно применять для оптимизации хлоридно-гидридного процесса эпитаксии фосфида галлия и твердых растворов на его основе. Рассчитанные условия эпитаксии нитрида галлия хорошо совпадают с условиями реальных технологических разработок других авторов.

арсенид галлияфосфид галлиянитрид галлиягазофазная эпитаксияэнергия кристаллизациисвободная поверхностная энергиятермодинамическое пересыщение Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: Физмат-лит, 2007. – 416 с.Гетероструктуры метаморфных GaInAs-фотопреобразователей, полученные методом МОС-гид-ридной эпитаксии на подложках GaAs / С.А. Минтаиров, В.М. Емельянов, Д.В. Рыбальченко и др. // Физика и техника полупроводников. – 2016. – Т. 50. – Вып. 4. – С. 525–530.Малыгин А.А. Нанотехнология молекулярного наслаивания (обзор) // Рос-сийские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2. – № 3–4. – С. 87.Дорфман В.Ф. Газофазная металлургия полупроводников. – М.: Металлур-гия, 1974. – 191 с.Дорфман В.Ф. Микрометаллургия в микроэлектронике. – М.: Металлур-гия,1978. – 272 с.Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупро-водников. – М.: Высшая школа,1973. – 656 с.Карапетьянц М.Х. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств веществ. – М.: Наука,1965. – 421 с.Вигдорович Е.Н., Вигдорович Н.Л. Микротвердость твердых растворов GaAsP // Журнал электронная техника. Сер. Материалы. – 1987. – Вып.1. – С. 65–66.Детекторы на основе VPE-GaAs, компенсированного хромом / М.Д. Вилисо-ва, Е.П. Другова, И.Ю. Полтавец и др. // Электронная промышленность. – 2002. – Вып. 2/3. – С. 53–55.Влияние ориентации подложки на анизотропию скорости латерального рос-та GaAs в хлоридной газотранспортной системе / С.Ю. Владимирова, И.В. Ивонин, Л.Г. Лаврентьева и др. // Кристаллография. – 1996. – Т. 41. – № 5. – С. 932 – 934.Стрельченко С.С., Козлов Н.Ю. Термодинамическая модель легирования арсенида галлия бериллием в хлоридно-гидридной газофазной эпитаксии // Элек-тронный журнал: Наука, Техника и Образование. – 2015. – № 4 (4). – С. 183–190.Стрельченко С.С., Лебедев В.В. Соединения AIIIBV: справочник. – М.: Ме-таллургия, 1984. – 144 с.Егоров А.Ю., Егоров А.Ю. , Крыжановская Н.В., Соболев М.С. Оптические свойства квантоворазмерных гетероструктур на основе твердых растворов GaPxNyAs1–x–y // ФТП. – 2011. – Т. 45. – С. 1209–1213.Крыжановская Н.В., Егоров А.Ю., Пирогов Е.В., Соболев М.С. Оптические свойства четверных полупроводниковых твердых растворов GaNxAsyP1–x–y // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2012. – Т. 6. – С. 19–22.Соболев М.С. Гетероэпитаксия упругонапряженных, упругокомпенсиро-ванных и метаморфных слоев твердых растворов А3В5: дис. ... канд. физ.-мат. наук. – СПб., 2015. – 170 с.Матешев И., Муленкова А., Туркин А., Шамков К. Обзор новых светоди-одных продуктов // Полупроводниковая светотехника. – 2013. – №5. – С. 30–32.Оптические свойства толстых слоев нитрида галлия, выращенных хлорид-гидридной эпитаксией на структурированных подложках / М.Г. Мынбаева, А.И. Печников, А.Н. Смирнов и др. // Физика и механика материалов. – 2016. – Т. 29. – №1. – С. 24–31.Пластины кристаллического GaN большой площади / М.Г. Мынбаева, А.И. Печников, А.А. Ситникова и др. // Письма в ЖТФ. – 2015. – Т. 41. – Вып. 5. – С. 84–90.Bougrov V.E., Kovsh A.R., Odnoblyudov M.A., Romanov A.E. High quality GaN substrates for modern LED technology // LED Professional Review. – 2010. – Iss. 18. – P. 42–49.Ковш А., Николаев В., Одноблюдов М., Романов А. Высококачественные подложки GaN для современной светодиодной индустрии // Полупроводниковая светотехника. – 2011. – № 5. – С. 30–33.Effect of nano–column properties on self-separation of thick GaN layers grown by HVPE / V.I. Nikolaev, A.A. Golovatenko, M.G. Mynbaeva et al. // Physica Status Solidi С. – 2014. – Vol. 11. – Iss. 3–4. – P. 502–504.Толстые эпитаксиальные слои нитрида галлия на кремниевой подложке / Ш.Ш. Шарофидинов, А.А. Головатенко, И.П. Никитина и др. // Физика и меха-ника материалов. – 2015. – Т. 22. – Вып. 1. – С. 53–58.Светоизлучающие р–n-структуры, выращенные хлорид-гидридной эпитак-сией на структурированных подложках GaN/Al2O3 / М.Г. Мынбаева, А.И. Печни-ков, Ш.Ш. Шарофидинов и др. // Физика и механика материалов. – 2015. – Т. 22. – Вып. 1. – С. 30–38.Thick gan layers on silicon substrate / V. Nikolaev, A. Golovatenko, M. Mynbaeva et al. // Physica Status Solidi C. – 2014. – Vol. 11. – P. 624.