Структурні особливості епітаксіальних плівок твердих розчинів (Si2)1-X(GaN)X вирощених на Si-підложках

  • А.С. Саїдов Фізико-технічний інститут ім. С.А. Азімова, Академія наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-9124-6430
  • Ш.Н. Усмонов Фізико-технічний інститут ім. С.А. Азімова, Академія наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-7683-0017
  • Т.Т. Ішнязов Фізико-технічний інститут ім. С.А. Азімова, Академія наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-8518-626X
  • М.У. Каланов Інститут ядерної фізики, Академія наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0003-2758-0781
  • Д.В. Сапаров Фізико-технічний інститут ім. С.А. Азімова, Академія наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-9282-9048
  • М.Б. Тагаєв Каракалпакський державний університет імені Бердака https://orcid.org/0000-0002-1833-8339
  • А.М. Ахмедов Ташкентський інститут інженерів іригації та механізації сільського господарства, Узбекистан https://orcid.org/0000-0003-2210-8437
  • А.Ш. Раззоков Ургенчський державний університет, Ургенч, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-2210-6207
  • К.Г. Гаймназаров Гулістанський державний університет, Сирдаринський район, Гулістан, Узбекистан https://orcid.org/0009-0004-5317-7288
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-26
Ключові слова: рідкофазна епітаксія, кремній, нітрид галію, твердий розчин, рентгеноструктурний аналіз

Анотація

На підкладках Si (111) діаметром 20 мм методом рідкофазної епітаксії з обмеженого об'єму розчину-розплаву олова вирощували суцільні монокристалічні епітаксіальні шари твердих розчинів (Si2)1-x(GaN)x. Вирощені плівки мали n-тип провідності. Аналіз рентгенограми показав, що вирощена епітаксіальна плівка має кристалографічну орієнтацію (111) з чіткими монокристалічними ознаками. Розмір субкристалітів плівки становить ̴ 40 нм. Через заміщення парних атомів Si молекулою, що складається з атомів Ga та N, спостерігався незначний вигин плівки відносно перпендикуляра до поверхні відбиття. У кристалічній решітці епітаксіальної плівки утворюються когерентно розташовані нанокристали кубічної (c-GaN) та гексагональної (h-GaN) модифікацій нітриду галію з розміром кристалітів LGaN≈47 нм.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

S. Nakamura, “Background Story of the Invention of Efficient InGaN Blue-Light-Emitting Diodes (Nobel Lecture),” Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 54, 7770–7788 (2015). https://doi.org/10.1002/anie.201500591

L.-H. Hsu, Y.-Y. Lai, P.-T. Tu, C. Langpoklakpam, Y.-T. Chang, Y.-W. Huang, W.-C. Lee, et al., « Development of GaN HEMTs Fabricated on Silicon, Silicon-on-Insulator, and Engineered Substrates and the Heterogeneous Integration,” Micromachines, 12, 1159 (2021). https://doi.org/10.3390/mi12101159

Y. Du, B. Xu, G. Wang, Y. Miao, B. Li, Z. Kong, Y. Dong, et al., “Review of Highly Mismatched III-V Heteroepitaxy Growth on (001) Silicon,” Nanomaterials, 12, 741 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12050741

Iu. Kim, J. Holmi, R. Raju, A. Haapalinna, and S. Suihkonenet, “MOVPE growth of GaN on patterned 6-inch Si wafer,” J. Phys. Commun. 4, 045010 (2020). https://doi.org/10.1088/2399-6528/ab885c

H.Y. Ryu, “Investigation into the anomalous temperature characteristics of InGaN double quantum well blue laser diodes using numerical simulation,” Nanoscale Research Letters, 12, 1-7 (2017). https://doi.org/10.1186/s11671-017-2141-6

A.-C. Liu, Y.-Y. Lai, H.-C. Chen, A.-P. Chiu, H.-C. Kuo, “A Brief Overview of the Rapid Progress and Proposed Improvements in Gallium Nitride Epitaxy and Process for Third-Generation Semiconductors with Wide Bandgap,” Micromachines, 14, 764 (2023). https://doi.org/10.3390/mi14040764

H. Kim, C.S. Chang, S. Lee, J. Jiang, J. Jeong, M. Park, Y. Meng, et al., “Remote epitaxy,” Nat. Rev. Methods Primers, 2, 40 (2022). https://doi.org/10.1038/s43586-022-00122-w

C.H. Jan, M. Agostinelli; H. Deshpande; M. A. El-Tanani; W. Hafez; U. Jalan, L. Janbay, et al., “RF CMOS technology scaling in high-k/metal gate era for RF SoC (system-on-chip) applications,” in: 2010 International Electron Devices Meeting, (IEEE, 2010), рр. 27.2. 1-27.2. 4 (2010). https://doi.org/10.1109/IEDM.2010.5703431

Y. Zhang, G. Deng, Y. Yu, Y. Wang, D. Zhao, Z. Shi, B. Zhang, et al., “Demonstration of N-polar III-nitride tunnel junction LED,” Acs. Photonics, 7(7), 1723-1728 (2020). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.0c00269

G. Deng, Y. Zhang, Y. Yu, L. Yan, P. Li, X. Han, L. Chen, et al., “Significantly improved surface morphology of N-polar GaN film grown on SiC substrate by the optimization of V/III ratio,” Applied Physics Letters, 112, 151607 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5022237

F. Jiang, J. Zhang, L. Xu, J. Ding, G. Wang, X. Wu, and J. Liu, “Efficient InGaN-based yellow-light-emitting diodes,” Photonics Research, 7(2), 144-148 (2019). https://doi.org/10.1364/PRJ.7.000144

D.G. Zhao, S. J. Xu; M. H. Xie; S. Y. Tong; and H. Yang, “Stress and its effect on optical properties of GaN epilayers grown on Si (111), 6H-SiC (0001), and c-plane sapphire,” Applied Physics Letters, 83(4), 677-679 (2003). https://doi.org/10.1063/1.1592306

M.F. Schubert, S. Chhajed, J.K. Kim, E.F. Schubert, D.D. Koleske, M.H. Crawford, et al., “Effect of dislocation density on efficiency droop in InGaN∕GaN light-emitting diodes,” Appl. Phys. Lett. 91, 231114 (2007). https://doi.org/10.1063/1.2822442

C.J. Zollner, A. Almogbel, Y. Yao, B. K. SaifAddin, F. Wu, M. Iza, S.P. DenBaars, et al., “Reduced dislocation density and residual tension in AlN grown on SiC by metalorganic chemical vapour deposition,” Appl. Phys. Lett. 115, 161101 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5123623

A. Dadgar, J. Blasing, A. Diez, A. Alam, M. Heuken, and A. Krost, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1, 39, 1183 (2000). https://doi.org/10.1143/JJAP.39.L1183

M. Charles, J. Kanyandekwe, S. Bos, Y. Baines, E. Morvan, A. Torres, F. Templier, et al., “Epitaxy of GaN on Si (111) for power electronics, RF and LEDs,” ECS Transactions, 86(7), 233 (2018). https://doi.org/10.1149/08607.0233ecst

Y. Zhong, J. Zhang, S. Wu, L. Jia, X. Yang, Y. Liu, Y. Zhang, and Q. Sun, “A review on the GaN-on-Si power electronic devices,” Fundamental Research, 2(3), 462-475 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fmre.2021.11.028

A.S. Saidova, Sh.N. Usmonova, M.U. Kalanovb, D.V. Saparova, T.T. Ishniyazova, A.M. Akhmedovc, M.B. Tagaevd, and A.Sh. Razzokov, “Growing of perfect single-crystal epitaxial films of (Si2)1-x(GaN)x solid solutions on Si (111) substrates from the liquid phase,” Acta Physica Polonica A, 148(1), 29-33 (2025). https://doi.org/10.12693/APhysPolA.148.29

B.S. Bokshteĭn, Thermodynamics and Kinetics of Diffusion in Solids, (Oxonian Press, 1985).

A. A. Rusakov, X-ray Radiography of Metals, (Atomizdat, Moscow, 1977). (in Russian)

Опубліковано
2026-09-07
Цитовано
Як цитувати
Саїдов, А., Усмонов, Ш., Ішнязов, Т., Каланов, М., Сапаров, Д., Тагаєв, М., Ахмедов, А., Раззоков, А., & Гаймназаров, К. (2026). Структурні особливості епітаксіальних плівок твердих розчинів (Si2)1-X(GaN)X вирощених на Si-підложках. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 305-309. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-26
Номер
№ 3 (2026): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2026 А.С. Саїдов, Ш.Н. Усмонов, Т.Т. Ішнязов, М.У. Каланов, Д.В. Сапаров, М.Б. Тагаєв, А.М. Ахмедов, А.Ш. Раззоков, К.Г. Гаймназаров

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)