Проект «Нитрид галлия»(создание линии по производству подложек для эпитаксии

из монокристаллического нитрида галлия)

ООО «НИГАЛ»Руководитель проекта: В.А. СидоровДата составления: 04 августа 2010Автор:Дмитрий Сидоров

603106, г. Нижний Новгород, ул. Н.Сусловой д.10 корп.2 кв.82

e-mail: dim137@mail.ruтел. +7-903-846-92-52

Основные направления развития нитрид-галлиевых технологий:

Электроника Оптоэлектроника Светотехника

Высокочастотные

транзисторы большой

мощности, работающие в

условиях высоких

температур и уровней

радиации

Фотодетекторы в

ультрафиолетовой

области, синие и зелѐные

светодиоды высокой

яркости, лазерные

диоды, излучающие в синей и

ультрафиолетовой частях

спектра.

На основе светодиодов из

нитрида галлия

разрабатываются

высокоэффективные

излучатели белого света и

другая светотехника.

Роль подложки

Поперечный разрез приборной структуры

•Дислокации, имеющие место из-за несоответствия параметров GaN и материала подложки, приводят к критическому снижению КПД приборов.

•В настоящее время плотность дислокаций составляет 106-108 на квадратный сантиметр.

•Необходимо, чтобы плотность дислокаций не превышала 105 на квадратный сантиметр.

Перспективные материалы подложек для эпитаксиальных слоёв нитрида галлия

Материал Ширина

Еg,эВ

Параметр

решѐтки а,с;

Теплопро

водность,

Вт/см К

Стоимость

$ за

подложку 2”

GaN 3.39 3.189; 5.185 2.2

AlN 6.2 3.112; 4.982 2.0

Al2O3

(сапфир)

- 4.75 0.32 43

6H-SiC 3.0 3.08; 15.12 4.9 ~500

Si 1.12 5.431 1.5

A

Подложки, которые мы получим в результате

реализации нашего проекта:

• Будут удовлетворять всем требованиям по качествуобработки поверхности, плоскопараллельности и плоскостности.

•Размер будет соответствоватьсуществующим стандартам для установок эпитаксиального роста (диски, диаметром 2”)

География потенциальных потребителей подложек из GaN.

Санкт-Петербург: ФизТех, объединение «Светлана»

Зеленоград: ЗАО ЭЛМА-Малахит

Орёл: ЗАО Протон

Нижний Новгород: ИФМ РАН Новосибирск: Институт Физики Полупроводников РАН

Снежинск

Наши конкуренты (мир):

• AIXTRON (Германия)• Cree, TDI (США)• Nichia (Япония)• Samsung (Корея)

Технология получения подложек базируется на

выращивании крупных слитков GaN (т.н. булей)

Наши конкуренты: технология базируется на получении булей

Доля исходного галлия в конечном продукте не превышает 20%

Высокая себестоимость подложек (цена ~$10000!)

ООО «НИГАЛ»:Оригинальная технология, новый подход

Доля исходного галлия в конечном продукте достигает 60%

Цена подложки при том же качестве 10000 руб!

Перспективные направления дальнейшего развития:

• Рынок бытовой светотехники (в США оценивается в $40 млрд.)

• Рынок автомобильной светотехники

• Производство транзисторов (в т.ч. для специальных применений)

Научно-технические задачи, решённые командой разработчиков ООО «НИГАЛ»:

• Получение высокочистого селенида цинка –важнейшего материала для силовой лазерной оптики – методом осаждения из газовой фазы

- конец 90-х годов

• Получение высокочистых гидридных газов –исходного сырья для полупроводниковой промышленности – не уступающих зарубежным аналогам - 2003-2005 годы

Селенид и сульфид цинка - перспективные материалы для ИК-оптики.

Спектр пропускания селенида цинка

Оборудование для производства селенидацинка: (а) – реактор для синтезапромежуточного продукта –селеноводорода, (б) – слева направо:реактор для синтеза селенидацинка, стойка формирования газовыхпотоков, стойка управления нагревом

(а) (б)

Селенид цинка.

Спасибо за внимание!

Фотографии образцов (продолжение)

Установка для выращивания слоёв GaN

Реактор

Стойка

управления

питанием

Стойка

формирования

газовых

потоков