Об’ємний монокристал нітриду галію (варіанти) і основа для епітаксії

1. Об'ємний монокристал нітриду галію як основа для епітаксії, який відрізняється тим, що його поперечний переріз у площині, перпендикулярній с-осі гексагональної кристалічної решітки нітриду галію, має площу поверхні більше 100 мм 2, його товщина більше 1,0 мкм і його щільність поверхневих дислокацій площини С менше 106 /см 2, тоді як його об'єм достатній для одержання щонайменше однієї придатної для подальшої обробки пластини з неполярною площиною А або площиною М, що має площу поверхні переважно щонайменше 100 мм 2. 2. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 1, 3 нітриду монокристал є кристалізованим на 82180 4 відрізняє ться тим, що він має площу поверхні буферному шарі, тоді як щонайменше одна, площини, переважно гексагональної кристалічної решітки, більше ніж 2 вся решта поверхонь перпендикулярної с-осі його гетерозатравочного кристала покрита захисним см 2, переважно більше ніж 5 см 2. маскувальним шаром. 18. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь 10. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 6, яким який відрізняється тим, що він є кристалізованим відрізняє ться тим, що його якість не погіршена із на безлічі поверхонь, придатних для поперечного зростанням товщини. зростання нітриду, причому ці поверхні рознесені 19. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь одна від одної, а решта поверхонь затравочного яким кристала покриті захисним маскувальним шаром. відрізняє ться тим, що він додатково містить 11. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 1, елементи І групи Періодичної системи. який 20. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь відрізняється тим, що значення його щільності поверхневих дислокацій на стороні, що завершується водночас азотом, значення близьке повної 4 до 2 10 /см , ширини на і рівні яким із попередніх із попередніх із попередніх пунктів пунктів пунктів 12-14, 12-14, 12-14, який який який відрізняє ться тим, що він додатково містить такі елементи, як Ті, Fe, Co, Cr та Ni. напівмаксимуму кривої хитання рентгенівського 21. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь проміння близьке до 60 кутови х секунд. яким 12. Об'ємний монокристал нітриду галію, який відрізняє ться тим, що він додатково містить відрізняє ться тим, що його поперечний переріз у донорні і/або акцепторні, і/або магнітні легувальні площині, перпендикулярній с-осі гексагональної домішки в концентраціях від 1017/см 3 до 1021/см 3. кристалічної решітки нітриду, що містить галій, має 22. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 12, 2 із попередніх пунктів 12-14, який площу поверхні більше 100 мм , його товщина який відрізняється тим, що він є кристалізованим більше 1,0 мкм і його щільність поверхневих на поверхні затравочного кристала. 6 2 дислокацій менше 10 /см . 23. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 22, 13. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 12, який відрізняється тим, що затравочний кристал який відрізняється тим, що він є, по суті, плоским, є затравочним кристалом нітриду, що містить а його кривизна менше 20 мікронів. галій. 14. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 12, 24. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 23, який відрізняється тим, що він має високе який відрізняється тим, що затравочний кристал 5 2 значення, а саме більше, ніж 10 Ом/см питомого 7 2 має такий самий склад, що й об'ємний поверхневого опору, переважно більше 10 Ом/см . монокристал нітриду галію. 15. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь 25. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 24, яким який який відрізняється тим, що як затравочний відрізняє ться тим, що його товщина складає кристал, так і об'ємний монокристал нітриду щонайменше 100 мкм. складаються з нітриду галію. 16. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 15, 26. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 22, який відрізняється тим, що його об'єм достатній який відрізняється тим, що затравочний кристал для одержання щонайменше однієї придатної для являє подальшої неполярною приготовлений із сапфіру, карбіду кремнію або площиною А або площиною М, що має площу подібного матеріалу, з верхнім буферним шаром із із попередніх обробки пунктів пластини 12-14, з 2 собою гетерозатравочний поверхні щонайменше 100 мм . нітриду щонайменше 17. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь причому яким кристалізованим на буферному шарі, тоді як із попередніх пунктів 12-14, який об'ємний на кристал, одній його монокристал стороні, нітриду є щонайменше 5 одна, переважно вся решта 82180 6 на затравочному кристалі, одна із сторін (0001) поверхонь гетерозатравочного кристала покриті або захисним маскувальним шаром. гексагональної кристалічної решітки нітриду, що 27. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 26, містить галій, покрита шаром металу, переважно, який відрізняється тим, що верхній буферний срібла. шар з нітриду і об'ємний монокристал нітриду, що 33. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 30, є який відрізняється тим, що він є кристалізованим кристалізованим на буферному шарі, (000-1) якого, перпендикулярна с-осі складаються з нітриду галію. на затравочному кристалі, одна із сторін (0001) 28. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь або яким який гексагональної кристалічної решітки нітриду, що відрізняє ться тим, що він є кристалізованим на містить галій, є блокованою шляхом встановлення безлічі поверхонь, придатних для поперечного на цій площині затравочного кристала другого вирощування поверхні затравочного кристала такого ж розміру, причому у відокремлені одна від одної, а решта поверхонь нього та ж сторона (0001) або (000-1) обернена до затравочного відповідної із попередніх пунктів нітриду, 22-27, причому кристала ці покриті захисним (000-1) якого, перпендикулярна блокованої сторони с-осі першого маскувальним шаром. затравочного кристала. 29. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь 34. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь яким яким із попередніх пунктів 22-25, який із попередніх пунктів 31-33, який відрізняє ться тим, що він є кристалізованим на відрізняє ться тим, що він є кристалізованим затравочному кристалі у вигляді пластини з двома тільки на стороні (000-1), що завершується азотом, паралельними площинами, перпендикулярними с затравочного кристала. осі гексагональної кристалічної решітки, 35. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 34, причому об'ємний монокристал є кристалізованим який відрізняється тим, що він має кращу якість на всіх поверхнях затравочного кристала. поверхні, ніж об'ємний монокристал, який може 30. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 29, бути який відрізняється тим, що затравочний кристал і завершується галієм, затравочного кристала. об'ємний монокристал нітриду складаються з 36. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 34, нітриду галію, а який відрізняється тим, що він має більш низьку затравочний кристал має форму плоскої пластини щільність поверхневих дислокацій, ніж об'ємний з двома паралельними сторонами (0001) і (000-1), монокристал, який може бути кристалізованим на перпендикулярними стороні його с-осі гексагональної кристалізованим (0001), на що стороні (0001), що завершується галієм, кристалічної решітки нітриду, що містить галій, затравочного кристала. причому на кожній з таких сторін затравочного 37. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 34, кристала може бути кристалізованим по одному який відрізняється тим, що він має краще об'ємному монокристалу нітриду галію. значення електричного 31. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 30, об'ємний який відрізняється тим, що він є кристалізованим кристалізованим на затравочному кристалі, одна із сторін (0001) завершується галієм, затравочного кристала. або с-осі 38. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 34, гексагональної кристалічної решітки нітриду, що який відрізняється тим, що він має більш низькі містить галій, закрита металевою пластиною, значення повної ширини на половині максимуму виготовленою переважно із срібла. кривої хитання рентгенівського випромінювання, 32. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 30, ніж (000-1) якого, перпендикулярна який відрізняється тим, що він є кристалізованим питомого монокристал, об'ємний на який стороні монокристал, який опору, може (0001), може ніж бути що бути кристалізованим 7 на стороні (0001), що 82180 8 43. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 41, завершується галієм, затравочного кристала. який відрізняється тим, що як джерело іонів 39. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 34, лужного металу беруть лужні метали або сполуки який лужних металів, за винятком тих, які містять відрізняється тим, що значення його щільності поверхневих дислокацій на стороні, що завершується азотом, 10 /см , галогени. і 44. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 41, який відрізняється тим, що його кристалізація є максимуму керованою шляхом регулювання температури і хитання до 2 одночасно значення повної ширини на половині кривої близьке 4 рентгенівського випромінювання близьке до 60 кутових секунд. тиску на етапі розчинення і температури та тиску 40. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь на етапі кристалізації. яким зпп. 1-39, який відрізняється тим, що він є 45. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 44, одержаним який відрізняється тим, що він є кристалізованим шляхом розчинення відповідної сполуки елемента XIII гр упи Періодичної системи у при температурі в діапазоні від 400 до 600 °С. надкритичному розчиннику з перенасиченням 46. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 41, надкритичного розчину стосовно до необхідного який відрізняється тим, що він є кристалізованим нітриду, що містить галій, яке досягнуто за в автоклаві з двома розділеними зонами - зоною допомогою градієнта температури і/або зміни розчинення і тиску, і кристалізації необхідного нітриду, що температур між містить галій, на поверхні затравочного кристала кристалізації не перевищує 150 °С, переважно не при температурі вище і/або тиску нижче, ніж більше ніж 100 °С. використовують у процесі розчинення. 47. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 46, зоною кристалізації, цими і різниця двома зонами у ході який відрізняється тим, що він є кристалізованим 41. Об'ємний монокристал нітриду за п. 40, який в відрізняє ться тим, що надкритичний розчинник надкритичного містить NH3 і/або його похідні і містить іони автоклава з двома розділеними зонами і при елементів І групи Періодичної системи, принаймні підтримці заданої різниці температур між цими іони матеріал двома зонами шляхом використання перегородки складається, по суті, із нітриду, що містить галій, або перегородок, що розділяють ці дві зони, для і/або його попередників, вибраних з гр упи, що керування перенесенням речовини. включає азиди, іміди, амідоіміди, аміди, гідриди, 48. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 46 сполуки і сплави металів, що містять галій, а також або 47, який відрізняється тим, що керування елементи-метали з XIII гр упи Періодичної системи, перенасиченням надкритичного розчину у зоні зокрема, металевий галій. кристалізації автоклава з 42. Об'ємний монокристал нітриду галію за п. 41, зонами і заданою різницею температур між цими який відрізняється у процесі його двома зонами забезпечено шляхом використання кристалізовано нітрид, що містить вихідного матеріалу, що містить галій, у вигляді калію одержання або галій, в автоклаві натрію, вихідний тим, що при температурах від 100 °С умовах керування розчину перенасиченням у зоні двома кристалізації розділеними відповідних кристалів нітриду, що мають більшу до 800 °С та під тиском в діапазоні загальну площу поверхні, ніж загальна площа від 10 МПа до 1000 МПа і при молярному поверхні співвідношенні використовують. Періодичної іонів системи елементів і решти І гр упи компонентів 49. затравочних Об'ємний у кристалів, монокристал напрямку, що нітриду галію, надкритичного розчинника в діапазоні від 1:200 до вирощений паралельному с-осі 1:2. гексагональної кристалічної решітки затравочного кристала нітриду галію у надкригичному NH3, що 9 82180 10 містить комплексні сполуки галію, при молярному 52. Основа для епітаксії, яка відрізняється тим, співвідношенні Ga:NH3 більше 1:50, який має що вона отримана з об'ємного монокристала товщин у, достатню для формування щонайменше нітриду галію за будь-яким з пп. 1-51. однієї придатної для подальшої обробки основи із 53. Основа для епітаксії на основі об'ємного нітриду галію з площиною А або площиною М. монокристала 50. відрізняє ться тим, що має форму с-орієнтованого Об'ємний монокристал нітриду галію, нітриду галію за п. 52, яка вирощений на затравочному кристалі, який не має об'ємного монокристала GaN діаметром 5,08 см. істотного нахилу осі кристала, у надкритичному 54. NH3 з комплексними сполуками галію, який не має відрізняє ться тим, що вона має форму пластини такого високого ступеня шорсткості поверхні, яка б з монокристала нітриду, що містить галій, з зменшувала термін служби пристрою на основі площиною А або площиною М, яка має площу нітридного поверхні, напівпровідника, що з нього Основа для епітаксії придатну для за п. подальшої 52, яка обробки, 2 сформований. щонайменше 100 мм . 51. Об'ємний монокристал нітриду галію за будь 55. яким який відрізняє ться тим, що вона має форму пластини для із монокристала GaN з площиною А або площиною із попередніх відрізняє ться тим, що пунктів він 1-50, придатний Основа яка для епітаксії за п. 52, яка епітаксіального вирощування шарів нітридного М, має площу поверхні, придатну для напівпровідника. подальшої Даний винахід стосується об'ємного монокристала нітриду, зокрема, призначеного для використання як основа для епітаксії.Така основа для епітаксії особливо придатна для отримування шарів нітридного напівпровідника при виробництві різних оптикоелектронних пристроїв. Відомі оптикоелектронні пристрої на основі нітридів виготовляють на основах з сапфіра або карбіду кремнію, які відрізняються від осаджуваних на них шарів нітриду (гетероепітаксія). У найбільш часто використовуваному способі хімічного осадження із парової фази металоорганічної сполуки (ХОПМО (MOC VD)) здійснюють осадження GaN із газової фази аміаку та металоорганічних сполук, і одержувана при цьому швидкість зростання не дозволяє формувати об'ємний шар. Таким чином, технологія ХОП МО не дозволяє одержувати об'ємний кристал достатньої товщини. Для зменшення щільності поверхневих дислокацій на сапфірову або кремнієву основу спочатку осаджують буферний шар. Однак при цьому досягається зменшення щільності поверхневих дислокацій до рівня, що не перевищує приблизно 108/см 2. Інший спосіб, запропонований для одержання об'ємного монокристала нітриду галію, включає епітаксіальне осадження з використанням галогенів у газовій фазі і називається галогенною епітаксією парової фази (ГЕПФ (HVPE)) ["Optical patterning of GaN films" M.K.Kelly, O.Ambacher, Appl. Phys. Lett. 69 (12) (1996) і "Fabrication of thinfilm InGaN light-emitting diode membranes" W.S. Wrong, T. Sands, Appl. Ph ys. Lett. 75 (10) (1999)]. Цей спосіб дозволяє формувати основи з GaN діаметром 2 дюйми (5,08см), але їх якість при цьому недостатня для використання при виготовленні лазерних діодів, тому що щільність поверхневих дефектів таких основ залишається в діапазоні від 107 до 109/см 2. Крім того, основи з GaN, одержані за технологією ГЕПФ, мають нахилену вісь кристала через порушення, що викликаються епітаксіальним зростанням на гетеро-основах, наприклад, на сапфірових основах. Останнім часом зниження щільності дефектів забезпечують завдяки використанню способу епітаксіального поперечного надмірного зростання (ЕПНЗ (ELOG)). При виконанні цього способу спочатку на сапфіровій основі вирощують шар GaN і потім осаджують SiO2 у вигляді смужок або сітки. Потім таку основу можна використовувати для поперечного зростання GaN, в результаті чого щільність дефектів знижується приблизно до рівня 107/см 2. Через істотні відмінності у хімічних, фізичних кристалографічних і електричних властивостях основ з сапфіра або карбіду кремнію і осаджуваних на них шарів нітридного напівпровідника при використанні способу гетероепітаксіального вирощування необхідне значне удосконалення технології для забезпечення прогресу в галузі оптикоелектроніки. З іншого боку, вирощування об'ємних кристалів нітриду галію та інших нітридів елементів XIII гр упи також є надзвичайно складним (нумерація груп у всьому описі заявки обробки, щонайменше 100 мм 2. 11 82180 12 наведена відповідно до конвенції ІЮПАК (IUРАС) призначеного для використання як основа для 1989 року). Стандартні способи кристалізації із епітаксії, що має характеристики, які дозволяють сплаву та способи сублімації не застосовні через використовува ти його в оптикоелектронних розклад нітридів на метали і N2. У способі пристроях та в електронній апаратурі. Ця мета високого, тиску азоту (ВТА (HNP)) [„Prospects for була досягнута завдяки одержанню об'ємного high-pressure crystal growth of III-V nitrides" монокристала нітриду, зокрема, призначеного для S.Porowski et al., Inst. Phys. Conf. Series, 137, 369 використання як основа для епітаксії, як зазначено (1998)] розклад уповільнюється завдяки дії у формулі винаходу, що додається. високого тиску атмосфери азоту. Вирощування Об'ємний монокристал нітриду, відповідно до кристалів виконують у розплавленому галії, тобто даного винаходу, має параметри, визначені у у рідкій фазі, в результаті чого одержують незалежних пунктах 1 і 12 формули винаходу, тоді пластинки GaN розміром приблизно 10мм. Значна як його переважні властивості визначені у розчинність азоту у галії вимагає застосування відповідних залежних пунктах формули винаходу. температур на рівні приблизно 1500°С і тиску Даний винахід також стосується використання азоту порядку 1500МПа. об'ємного монокристала нітриду як основи для В іншому відомому способі запропоновано епітаксії. використовува ти надкритичний аміак для Даний винахід стосується об'ємного зменшення температури і пониження тиску у монокристала нітриду, який відрізняється тим, що процесі вирощування. Зокрема, було доведено, він є монокристалом нітриду галію і його що можна отримувати кристалічний нітрид галію поперечний переріз у площині, перпендикулярній шляхом синтезу з галію та аміаку, за умови, що с-осі гексагональної кристалічної решітки нітриду останній містить аміди лужних металів (KNH2 або галію, має площу поверхні більше 100мм 2, його LiNH2). Такі процеси проводять при температурах товщина більше 1,0мкм і його щільність до 550°С і під тиском 500МПа, в результаті чого поверхневих дислокацій площини С менше одержують кристали розміром приблизно 5мкм 106/см 2, тоді як його об'єм достатній для ["AMMONO method of BN, A IN, and GaN synthesis одержання, щонайменше, однієї придатної для and crystal growth" R. Dwilinski et al., Proc. EGW-3, подальшої обробки пластини з неполярною Warsaw, June 22-24, 1998, MRS Internet Journal of площиною А або площиною М, що має площу Nitride Semiconductor Research, поверхні переважно, щонайменше, 100мм 2. http://nsr.mij.mrs.Org/3/25]. Даний винахід також стосується об'ємного При використанні надкритичного аміаку також монокристала нітриду, який відрізняється тим, що стає можливим проводити перекристалізацію він є монокристалом нітриду, що містить галій, і нітриду галію в межах вихідного матеріалу, що його поперечний переріз у площині містить дрібнокристалічний GaN ["Crystal Growth of перпендикулярної с-осі гексагональної gallium nitride in supercritical ammonia" J.W.Kolis et кристалічної решітки нітриду галію має площу al., J. Cryst. Growth 222, 431-434 (2001)]. поверхні більше 100мм 2, його товщина більше Проведення перекристалізації стало можливим 1,0мкм і його щільність поверхневих дислокацій у завдяки введенню у надкритичний аміак аміду площині С менше 106/см 2. (KNH2) разом з незначною кількістю галогену (КІ). Об'ємний монокристал нітриду, що містить Процеси, що проводяться при температурі 400°С і галій, відповідно до даного винаходу тиску 340МПа, дозволяють одержати кристали кристалізується на поверхні затравочного GaN розміром приблизно 0,5мм. Однак при цьому кристала, що містить, принаймні, кристалічний не спостерігається процес хімічного перенесення у шар нітриду, що містить галій, який має щільність надкритичному розчині, зокрема, не дислокацій менше 106/см 2. спостерігалося зростання на затравочних Об'ємний монокристал нітриду, що містить кристалах. галій, відповідно до даного винаходу може бути Одержані таким чином монокристали нітриду додатково легований з використанням донорних не придатні для промислового використання як і/або акцепторних і/або магнітних легуючих основа для епітаксії головним чином через їх домішок у концентраціях від 1017/см 3 до 1021/см 3, недостатній розмір та неправильну форму. залежно від властивостей, що необхідні для Термін служби оптичних напівпровідникових передбачуваного його використання, наприклад, пристроїв, перш за все, залежить від кристалічної як основа для епітаксії. якості оптично активних шарів, і особливо від В особливо переважному варіанті виконання щільності поверхневих дислокацій. У випадку об'ємний монокристал нітриду, що містить галій, лазерних діодів на основі GaN більш прийнятно відповідно до даного винаходу має щільність знижувати щільність дислокацій в шарі основи дислокацій, близьку до 104/см 2 і одночасно 6 2 GaN до рівня менше 10 /см , і такий рівень значення повної ширини на рівні напівмаксимуму надзвичайно важко забезпечити у (ПШНМ (FWH M)) кривої хитання рентгенівського використовуваних на даний час способах. З іншого проміння від площини (0002), близьке до 60 боку, промислові процеси при виробництві таких кутови х секунд. оптичних напівпровідникових пристроїв можна Об'ємний монокристал нітриду, відповідно до виконувати тільки на відтворюваних основах, даного винаходу, придатний для використання як параметри яких задовольняють суворим основа для епітаксії, одержують за допомогою специфікаціям якості. способу, що включає розчинення відповідного Даний винахід спрямований на одержання вихідного матеріалу, що містить елементи групи об'ємного монокристала нітриду, зокрема, XIII у надкритичному розчиннику і кристалізацію 13 82180 14 потрібного нітриду, що містить галій, на поверхні температурах Τ=400°С і Τ=500°С; на Фіг.2 подано затравочного кристала, з перенасиченням зображення, одержане за допомогою надкритичного розчину стосовно до необхідного люмінесцентного мікроскопа, розлому основи для нітриду, що містить галій, яке забезпечується епітаксії, відповідно до даного винаходу; на Фіг.За завдяки градієнту температури і/або зміні тиску. подані профілі ВІМС (SIMS) (вторинної іонної масТакий кристал одержують за допомогою спектроскопії) зразка об'ємного монокристала способу, що включає розчинення вихідного нітриду, зокрема, призначеного для використання матеріалу, який містить елементи групи XIII у як основа для епітаксії, відповідно до даного надкритичному розчиннику, і кристалізацію винаходу, з високим вмістом металів групи І, тоді нітриду, що містить галій, на поверхні як на Фіг.3b показані для порівняння профілі ВІМС затравочного кристала при температурі вище і/або зразка нітриду галію, одержаного способом ГЕПФ, тиску нижче, ніж використовують у процесі що має дуже низький вміст металів групи І; на розчинення. Фіг.4 подана крива хитання рентгенівського Надкритичний розчинник містить NH3 і/або проміння від площини (0002) об'ємного його похідні і включає іони елементів групи І, монокристала GaN, відповідно до даного принаймні, іони калію або натрію, вихідний винаходу; на Фіг.5 показано зміну температури в матеріал складається, по суті, з нітриду, що автоклаві залежно від часу при постійному тиску містить галій, і/або його попередників, обраних з за Прикладом 1; на Фіг.6 подано зміну тиску в групи, що включає азиди, іміди, амідо-іміди, аміди, автоклаві залежно від часу при постійній гідриди, сполуки і сплави металів, що містять температурі за Прикладом 2; на Фіг.7 подано зміну галій, а також елементи-метали з групи XIII, температури в автоклаві залежно від часу при переважно, металевий галій. постійному об'ємі за Прикладом 3; на Фіг.8 подано Відповідно до даного винаходу, кристалізацію зміну температури залежно від часу за Прикладом об'ємного монокристала нітриду, що містить галій, 4; на Фіг.9 подано зміну температури залежно від виконують в автоклаві при температурах від 100°С часу за Прикладом 5; на Фіг.10 подано зміну до 800°С та під тиском від 10МПа до 1000МПа і температури залежно від часу за Прикладом 6; на при значенні молярного відношення іонів лужного фігурах 11-15 подано зміну температури залежно металу до решти компонентів надкритичних від часу за Прикладами 7-11; на фігурах 16-18 розчинника в діапазоні від 1:200 до 1:2. ілюструються послідовні етапи приготування трьох Осадження об'ємного монокристала нітриду, зразків об'ємних монокристалів нітриду, відповідно що містить галій, може включати поперечне до даного винаходу, сформованих способом вирощування нітриду, що містить галій, на безлічі поперечного вирощування. Крім того, на фігурах поверхонь, придатних для такого вирощування, 19 і 20 показані вигляди у розрізі розташованих на затравочному кристалі і оптикоелектронних пристроїв - лазерного діода рознесених одна від одної. гребінчастого типу, побудованого на основі для Основа для епітаксії відповідно до даного епітаксії, сформованої у вигляді об'ємного винаходу має, щонайменше, одну поверхню, монокристала нітриду відповідно до даного придатну для епітаксіального вирощування шарів винаходу, і пристрою напівпровідникового лазера напівпровідникового нітриду без будь-якої на основі нітриду, відповідно, описаного у даному додаткової попередньої обробки. описі. У даному винаході використовуються У переважному варіанті виконання даний наступні визначення. винахід стосується об'ємного монокристала Нітрид, що містить галій, означає нітрид галію нітриду, вирощеного у напрямку, паралельному сі, у випадку потреби, іншого елемента (елементів) осі гексагональної кристалічної решітки групи XIII. Цей термін включає, без обмеження, затравочного кристала нітриду галію у двокомпонентну сполуку GaN, трикомпонентні надкритичному NH3, що містить комплексну сполуки типу AlGaN, InGaN, а також AlInGaN, де сполуку галію при молярному співвідношенні співвідношення інших елементів групи XIII до Ga Ga:NH 3 більше 1:50, для одержання достатньої може змінюватися у широкому діапазоні. товщини, необхідної для формування, Об'ємний монокристал нітриду, що містить щонайменше, однієї придатної для подальшої галій, означає монокристал, зокрема, призначений обробки основи з нітриду галію з площиною А або для використання як основа для епітаксії, площиною М. приготовлений з нітриду, що містить галій, на У ще одному переважному варіанті виконання основі якого можуть бути побудовані даний винахід стосується об'ємного монокристала оптикоелектронні пристрої типу світло діодів (СВД нітриду, вирощеного на затравочному кристалі, (LED)) або лазерних діодів (ЛД (LD)), з який не має істотного нахилу осі кристала, з використанням способів епітаксіального використанням надкритичного NH 3, що містить вирощування кристалів типу ХОП МО і ГЕПФ. комплексні сполуки галію, з незначною шорсткістю Придатна для подальшої обробки пластина з поверхні, яка зменшує термін служби пристрою на неполярною площиною А або площиною Μ основі нітридного напівпровідника. означає пластину, що містить поверхні площини А Стислий опис креслень або площини М, які придатні для епітаксіального Даний винахід пояснюється за допомогою осадження шарів нітриду та для формування на креслень, що додаються, де на Фіг.1 показана них, щонайменше, одного нітридного залежність розчинності GaN у надкритичному оптикоелектронного пристрою, переважно аміаку, що містить амід калію (при молярному структури нітридного напівпровідникового лазера. співвідношенні KNH2:NH3=0,07), від тиску при Така пластина повинна мати розмір, що дозволяє 15 82180 16 виконувати подальшу обробку з використанням просвічувальної електронної мікроскопії - ПЕМ способів ХОП МО, МПЕ (молекулярно-пучкова (ТЕМ). При оцінці щільності поверхневих епітаксія (МВЕ)) або інших способів дислокацій об'ємних монокристалів нітридів, епітаксіального осадження на ній шарів нітриду, відповідно до даного винаходу, значення цього при цьому площа її поверхні переважно більше параметра були одержані за 10мм 2, найбільш переважно, більше 100мм 2. катодолюмінесцентними картами шляхом Надкритичний розчинник означає плинне мікроскопічних спостережень темних крапок на середовище у надкритичному стані. По суті, поверхні кристала, збудженій електронним надкритичний розчинник містить розчинник, що променем. Такі темні крапки можуть являти собою має азот та іони лужних металів. Він також може ділянки, розташовані поряд з дислокаціями, що містити інші компоненти додатково до власне утворюються із-за формування центрів розчинника, якщо тільки ці компоненти не чинять рекомбінації випромінювання. Ця технологія являє істотний вплив або не порушують функцію собою інший спосіб визначення щільності надкритичного розчинника. дислокацій, і одержані за її допомогою результати Надкритичний розчин використовується при були підтверджені вимірами, що проводилися за позначенні надкритичного розчинника, коли він способом ПЕМ. У даному описі щільність містить елемент (елементи) групи XIII, зокрема дислокацій і ЩЯТ використовуються як галій у розчинній формі, одержуваній в результаті еквівалентні терміни. розчинення вихідного матеріалу, що містить Для оцінки якості одержаних зразків об'ємних елемент (елементи) групи XIII, зокрема галій. монокристалів нітридів, відповідно до даного Розчинення вихідного матеріалу означає винаходу, використовували виміри профілів процес (як оборотний, так і необоротний), у якому ПШНМ кривої хитання рентгенівського проміння і вказаний вихідний матеріал відбирається в ВІМС (вторинної іонної мас-спектрометрії) цих надкритичний розчинник як елемент (елементи) зразків. групи XIII, зокрема галію у розчинній формі, Відповідно до даного винаходу об'ємний можливе у вигляді комплексної сполуки елемента монокристал нітриду, що містить галій, водночас (елементів) групи XIII, зокрема комплексної має великий розмір і високу якість. Такий об'ємний сполуки галію. монокристал нітриду, що містить галій, може мати Комплексні сполуки елемента (елементів) площу поверхні більше 2см 2 і щільність групи XIII, зокрема комплексні сполуки галію, поверхневих дислокацій менше ніж 106/см 2, при являють собою комплексні сполуки, у яких товщині, щонайменше, 200мкм (переважно елемент (елементи) групи XIII, зокрема атом галію, щонайменше 500мкм) і значенні ПШНМ кривої є центром координації, оточеним лігандами, хитання рентгенівського проміння від площини такими як молекули ΝΗ 3, або його похідними, (0002), що становить 50 кутови х секунд або такими як ΝΗ-2 , ΝΗ2- і т.д. менше. Перенасичення надкритичного розчину Такі монокристали можуть бути вирощені на стосовно до нітриду, що містить галій, означає, що затравочних кристалах нітриду, що містить галій, і, концентрація галію, розчиненого у вказаному у свою чергу, їх можна надалі використовувати як розчині, вище, ніж у рівноважному стані (тобто затравочні кристали для подальших процесів вище, ніж розчинність). У випадку розчинення вирощування монокристалів. нітриду, що містить галій, у замкненій системі, таке Як було описано вище, об'ємний монокристал перенасичення може бути одержане шляхом нітриду, що містить галій, являє собою кристал збільшення температури і/або зниження тиску. нітриду галію і, у випадку потреби, іншого Автоклав означає закритий контейнер, що елемента (елементів) гр упи XIII. Ці сполуки можуть містить реакційну камеру, у якому здійснюють бути подані формулою Al xGa1- x-yInyN, у якій процес, заснований на використанні аміаку, 0£х£1,0£у