Физики научились задавать направление роста нанокристаллов на кремнии
Ученые Санкт‑Петербургского университета совместно с коллегами из других научных центров впервые продемонстрировали возможность управления ориентацией нитевидных нанокристаллов из нитрида галлия на кремниевой пластине с помощью пористого слоя. Предложенный метод улучшит структурное и оптическое качество подобных нанокристаллов и позволит решить проблему их наклонного роста. Работа выполнена в рамках гранта Министерства науки и высшего образования РФ. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Materials Science in Semiconductor Processing.
Нитрид галлия и родственные ему полупроводники (соединения III группы таблицы Менделеева с азотом) — одни из наиболее востребованных материалов для создания микросветодиодов, нанолазеров и других светоизлучающих устройств. Однако формирование таких полупроводников на промышленно значимых кремниевых подложках, которые являются основой современной микроэлектроники, сталкивается с ограничениями.
Из‑за различий в кристаллических решетках нитевидные нанокристаллы нитрида галлия на поверхности кремния Si (100) растут не перпендикулярно поверхности, а под углом около 55°. По словам ученых СПбГУ, это приводит к серьезным технологическим сложностям: стандартные методы обработки и формирования электрических контактов оказываются неприменимы, что делает интеграцию таких структур с микроэлектроникой на кремнии практически невозможной. Ранее существовавшие методы борьбы с таким эффектом, например литографическое маскирование, химическое травление или лазерный перенос, требовали сложных и дорогих многоступенчатых процессов.