The growth of Gallium Oxide by the method of metalorganic epitaxy, research of the dependence of the growth rate on process parameters

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2022
Předmět:
DOI: 10.18720/spbpu/3/2022/vr/vr22-1616
Popis: Тема выпускной квалификационной работы: «Получение оксида галлия методом эпитаксии из Ð¼ÐµÑ‚Ð°Ð»Ð»Ð¾Ð¾Ñ€Ð³Ð°Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ ÑÐ¾ÐµÐ´Ð¸Ð½ÐµÐ½Ð¸Ð¹, исследование зависимости скорости роста от параметров процесса». Данная работа посвящена исследованию методики эпитаксиального роста Ga2O3 на глубоко модернизированной установке Epiquip методом МОСГФЭ, поиску Ð¾Ð¿Ñ‚Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ñ€Ð¾ÑÑ‚Ð¾Ð²Ñ‹Ñ ÑƒÑÐ»Ð¾Ð²Ð¸Ð¹, а также изучению зависимости скорости роста от Ñ€Ð°Ð·Ð»Ð¸Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð°Ñ€Ð°Ð¼ÐµÑ‚Ñ€Ð¾Ð² процесса. Задачи, решаемые в Ñ Ð¾Ð´Ðµ работы: оптимизация Ñ€Ð¾ÑÑ‚Ð¾Ð²Ñ‹Ñ ÑƒÑÐ»Ð¾Ð²Ð¸Ð¹ с целью получения ÐºÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð°Ð»Ð»Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ ÑÐ»Ð¾ÐµÐ² β-Ga2O3; проведение ряда Ñ€Ð¾ÑÑ‚Ð¾Ð²Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ¾Ð² с целью установления зависимости скорости роста от Ñ€Ð°Ð·Ð»Ð¸Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð°Ñ€Ð°Ð¼ÐµÑ‚Ñ€Ð¾Ð² процесса; проведение ряда процессов по осаждению металлического галлия для получения температурной зависимости скорости осаждения; сравнение Ð²ÑÐµÑ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð¾Ð² с ростом GaN в Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ ÑƒÑÐ»Ð¾Ð²Ð¸ÑÑ Ñ последующими выводами об ÑÐ½ÐµÑ€Ð³Ð¸ÑÑ Ð°ÐºÑ‚Ð¸Ð²Ð°Ñ†Ð¸Ð¸. На первом этапе работы были получены образцы с высоким содержанием углерода, выделявшегося при пиролизе металлоорганики. Для получения Ñ‡Ð¸ÑÑ‚Ñ‹Ñ ÑÐ»Ð¾ÐµÐ² β-Ga2O3 было принято решение об увеличении потока кислорода по отношению к потоку галлия. Оптимальным соотношением Ð¼Ð¾Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ð¿Ð¾Ñ‚Ð¾ÐºÐ¾Ð² источников оказалось O/Ga = 4ꞏ103. В результате ряда процессов по изучению скорости роста и осаждения были сделаны выводы об Ð°ÐºÑ‚Ð¸Ð²Ð°Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ°Ñ , вычислены энергии активации. Эти данные могут быть использованы для Ð´Ð°Ð»ÑŒÐ½ÐµÐ¹ÑˆÐ¸Ñ Ñ‚ÐµÐ¾Ñ€ÐµÑ‚Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ Ñ€Ð°ÑÑ‡ÐµÑ‚Ð¾Ð² Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ¾Ð², Ð¿Ñ€Ð¾Ð¸ÑÑ Ð¾Ð´ÑÑ‰Ð¸Ñ Ð²Ð¾ время эпитаксии Ga2O3.
The subject of the graduate qualification work is «The growth of Gallium Oxide by the method of metalorganic epitaxy, research of the dependence of the growth rate on process parameters». The given work is devoted to the study of the method of epitaxial growth of Ga2O3 on a deeply modernized Epiquip installation by the MOCVD method, the search for optimal growth conditions, and the study of the dependence of the growth rate on various process parameters. The following tasks were solved in the course of the study: optimization of growth conditions in order to obtain crystalline layers of β-Ga2O3; carrying out a number of growth processes in order to study the dependence of the growth rate on various process parameters; carrying out a number of processes for the deposition of metallic gallium to obtain the temperature dependence of the deposition rate; comparison of all results with the growth of GaN in the same conditions with subsequent conclusions about the activation energies.At the first stage of the work, samples with a high carbon concentration released during the pyrolysis of metalorganics were obtained. To obtain pure β-Ga2O3 layers, it was decided to increase the oxygen flux relative to the gallium flux. It turned out that the optimal ratio of the molar fluxes of the sources is O/Ga = 4ꞏ103. As a result of several processes to study the rate of growth and deposition, conclusions were made about activation processes and the activation energies were calculated. These data can be used for further theoretical calculations of chemical processes occurring during Ga2O3 epitaxy.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: