- Анализ экспериментальных данных по монокристаллическому росту в эпитаксиальных (синтаксиальных) системах с неизоморфными компонентами позволяет утверждать, что существенная априорная информация о состоянии таких ростовых систем может быть получена из соображений симметрии, при применении принципа Кюри к двумерным точечным группам симметрии, определяющим симметрию контактирующих граней кристаллов слоя и подложки. При этом критерий метрического соответствия на основе концепции РСУ не является необходимым.
- В общем случае, если компоненты эпитаксиальной системы неизоморфны друг другу и не принадлежат к кубической сингонии, существуют такие соотношения метрик сопрягаемых кристаллов, при которых может быть достигнуто условие отсутствия топологических дефектов на границе раздела и сформирована геометрически согласованная гетероструктура.
- Срастание доменов основного политипа карбида кремния после исчезновения политипного включения приводит к возникновению в монополитипной структуре строго определенного набора доменных стенок и протяженных дефектов. Синтаксия гексагональных политипов 4Н и 6Н является причиной возникновения небольшого числа дислокационных конфигураций по Франку и не ведёт к заметной деградации свойств слитка. Появление включений политипа 15R приводит к заметному увеличению числа возможных доменных конфигураций и - как следствие - возникновению значительных концентраций дислокаций и микропор. Включения 15Л-политипа - основного паразитного политипа в матрицах политипов 4Н и 6Н, выращенных по методу ЛЭТИ, всегда носят поликристаллический характер, вследствие полицентричности зарождения.
- Основным механизмом релаксации упругих напряжений в выращенных слитках с ориентацией (0001) является скольжение в превалирующей системе а/3 < 1120 > {1100}, вдоль направления движения фронта роста (так называемое "ламинарное" течение по Коттрелу). Указанный механизм имеет место на этапе охлаждения слитков и вызывается упругой энергией, накопленной вследствие жесткой фиксации в системе "слиток - держатель слитка" в процессе роста.
- Проблема графитизации слитков карбида кремния не вызвана недостатком кремния в газовой фазе в рабочем пространстве ростовой ячейки, напротив, именно избыток кремния определяет две главные особенности роста: во-первых, рост происходит через слой, сильно обогащенный кремнием, во-вторых, взаимодействие избыточного кремния с графитовой арматурой приводит к её интенсивной коррозии и появлению в пространстве ростовой ячейки мелкодисперсного углерода.
- Основной механизм появления углерода в растущих слитках карбида кремния -инжекция частиц со стенок тигля или с отработанного источника на фронт кристаллизации по механизму термофореза, а также силой увлечения стефановским потоком.
- Дефектная структура слитков, выращенных на затравке с ориентацией (10-10) характеризуется отсутствием микропор, а также воспроизводимостью и накоплением дефектов упаковки по Франку с формульным типом (5,2).
- Улучшенная дефектная структура слитков, выращенных с использованием модифицированного RAF-процесса, характеризуется практически полным отсутствием периферийных малоугловых границ, а также значительным (3 порядка величины) снижением, по сравнению с исходным материалом, плотности микропор. Получены качественные образцы пластин карбида кремния политипа 4H два дюйма в диаметре и более, характеризующиеся плотностью микропор 5-40 см-2 и базисных дислокаций 103-104 см-2.
- Плотность микропор в слитках карбида кремния политипа 4H не коррелирует с такими параметрами, как плотность дислокаций и значения полуширин дифракционных кривых, что является следствием существования нескольких принципиально различных механизмов образования микропор и дислокаций в слитках.
1.Ефимов А.Н., Лебедев А.О., Царегородцев А.М. Микрорентреноспектральный анализ в системе Ga–Al–N // Материалы оптоэлектронной техники. Л., 1985. С.6–10. (Известия ЛЭТИ. Вып.350).
2.Eфимов А.Н., Лебедев А.О., Царегородцев А.М. Особенности гетероэпитаксии твердых растворов нитрид алюминия – нитрид галлия на сапфире // Материалы и элементы оптоэлектроники. Л., 1986. С.24-32. (Известия ЛЭТИ. Вып.365).
3.Лебедев А.О. Эпитаксиальные слои нитрида алюминия для целей акустоэлектроники // Исследование полупроводников с широкой запрещенной зоной. Л., 1987. С.74–79. (Известия ЛЭТИ, Вып.380).
4.Эпитаксиальные гетероструктуры нитрид алюминия на кремнии / Н.И.Долотов, А.О.Лебедев, Ю.В.Мельник, А.М.Царегородцев // Материалы для фотоприемных и излучающих устройств. Л., 1990. С.44-49. (Известия ЛЭТИ, Вып.420).
5.Efimov A.N. and Lebedev A.O. Lattice metric match at heteroepitaxy: case of non–cubic crystals (Решеточное соответствие при эпитаксии: случай некубических кристаллов) // Superconductivity: physics, chemistry, technique. 1993.Vol.6, N 2. P.263–270.
6.Efimov A.N. and Lebedev A.O. Оptimal Perovskite–Type Substrates for High–Temperature Superconductor Layers (Оптимальные перовскитоподобные подложки для слоев высокотемпературных сверхпроводников) // J.Superconductivity. 1993. Vol.6, N 5. P.317–320.
7.Ефимов А.Н., Лебедев А.О. О целевой функции при подборе составов и ориентаций границ раздела при проектировании гетерокомпозиций, включающих некубические фазы // Физика твёрдого тела. 1994. Т.36, N 3. С.595–604.
8.Лебедев А.О., Мельник Ю.В., Царегородцев А.М. Определение энергии активации процесса осаждения нитрида алюминия в хлоридно–гидридной системе // Журнал прикладной химии. 1994. Т.67, N 1. С.146–149.
9.Efimov A.N., Lebedev A.O. Symmetry constraints and epitaxial growth on non–isomorphic substrate (Симметрийные ограничения и эпитаксиальный рост на неизоморфной подложке) // Thin Solid Films. 1995. Vol.260, Iss.1. P.111–117.
10.Лебедев А.О., Пичугин И.Г., Долотов Н.И. Механизм процесса роста и структурные характеристики эпитаксиальных слоев нитрида галлия, полученных хлоридно–гидридным способом // Журнал прикладной химии. 1995. Т.68, вып.6. С.904–907.
11.Efimov A.N. and Lebedev A.O. Coherent heterostructures with non-cubic components: strains and stresses for arbitrary interface orientations. Theory and applications (Когерентные гетероструктуры с некубическими компонентами: деформации и напряжения для произвольных ориентаций границы раздела. Теория и применения) // Surface Science. 1995. Vol.344, iss.3. P.276–282.
12.Лебедев А.О. Индицирование лауэграмм и ориентирование монокристаллов с помощью картин Лауэ в режиме диалога с ЭВМ // Заводская лаборатория: диагностика материалов. 1998. N3. С.16–20.
13.Efimov A.N., Lebedev A.O., Tsaregorodtsev A.M. Bicrystallography of The Epitaxic Systems ‘III–V Nitrides on Sapphire’: Theory and Experiment (Бикристаллография эпитаксиальных систем “нитриды A3N на сапфире”: теория и эксперимент) // J.Applied Crystallography. 1998. Vol.31. 461–473.
14.Efimov A.N., Lebedev A.O., Tsaregorodtsev A.M. On the epitaxy of aluminum nitride on silicon substrates in a chloride–hydride process (Об эпитаксии нитрида алюминия на кремниевых подложках в хлоридно-гидридном процессе) // Technical Physics Letters. 1998. Vol.24, N10. P. 810–812.
15.Stress and misoriented area formation under large silicon carbide boule growth (Происхождение напряжений и разориентированных областей при росте слитков карбида кремния большого диаметра) / A.S.Bakin, S.I.Dorozhkin, A.O.Lebedev, B.A.Kirillov, A.A.Ivanov, Yu.M.Tairov // J.Crystal Growth. 1999. Vol.198/199. P.1015–1018.
16.К вопросу о необычном азимутальном ориентационном соотношении в системе “нитрид галлия на шпинели” / А.Н.Ефимов, А.О.Лебедев, В.В.Лундин, А.С.Усиков // Кристаллография. 2000. Т.45, N 2. C.345–351.
17.Ефимов А.Н., Лебедев А.О. Кристаллография гетероструктур с сильно различающимися кристаллическими решетками компонентов и несингулярными границами раздела: пример GaN на LiGaO2 // Кристаллография. 2002. Т.47, N1. C.145–155.
18.Aluminum Nitride Bulk Crystals by Sublimation Method: Growth and X–Ray Characterization (Рост кристаллов нитрида алюминия сублимационным методом: рост и рентгеновские исследования) / S.I.Dorozhkin, A.O.Lebedev, A.Yu.Maximov, Yu.M.Tairov // Materials Science Forum. 2002. Vol.389–393. P.1453–1457.
19.Defect formation in silicon carbide large–scale ingots grown by sublimation technique (Образование дефектов в слитках карбида кремния большого диаметра, выращенных сублимационным методом) / D.D.Avrov, A.V.Bulatov, S.I.Dorozhkin, A.O.Lebedev, and Yu.M.Tairov // J.Crystal Growth. 2005. Vol.275, N1–2. P.e485–e489.
20.Образование доменов при синтаксическом срастании политипов карбида кремния / Д.Д.Авров, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров // Физика и техника полупроводников. 2007. Том 41, вып.12. С.1409–1413.
21.Lebedev A.O., Tairov Yu.M. Comments on “Growth of 4H–SIC on rhombohedral (01–14) plane seeds” (Комментарии к статье “Рост 4H-SiC затравках с ромбоэдрической ориентацией (01-14)”) // J.Crystal Growth. 2008. Vol.310, N 10. P.2688–2689.
22.О включениях углерода при выращивании слитков карбида кремния модифицированным методом Лэли / Д.Д.Авров, С.И.Дорожкин, Ю.М.Таиров, А.Ю.Фадеев, А.О.Лебедев // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2008. N 2. С.23–31.
23.Рост слитков карбида кремния политипа 4H на затравках с плоскостью (10–10) / Д.Д.Авров, А.В.Булатов, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров // Физика и техника полупроводников. 2008. Том 42, вып.12. С.1483–1487.
24.Об оптимизации структурного совершенства слитков карбида кремния политипа 4H/ Д.Д.Авров, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров, А.С.Трегубова, А.Ю.Фадеев // Физика и техника полупроводников. 2009. Том 43, вып.9. С.1288–1294.
25.Инициирование монокристаллического роста при выращивании слитков карбида кремния модифицированным методом Лэли / Д.Д.Авров, А.В.Булатов, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2009. N 4. С.4–8.
26.О механизмах образования дефектов в слитках карбида кремния политипа 4H / Д.Д.Авров, А.В.Булатов, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров, А.Ю.Фадеев // Физика и техника полупроводников. 2011. Т.45, вып.3. С.289–294.
27.Defect structure of 4H silicon carbide ingots (Дефектная структура слитков 4H-политипа карбида кремния) / A.O.Lebedev, D.D.Avrov, A.V.Bulatov, S.I.Dorozhkin, Yu.M.Tairov, A.Yu.Fadeev // J.Crys.Growth. 2011. Vol.318, Iss. 1. P.394–396.
28.Фадеев А.О., Лебедев А.О., Таиров Ю.М. О росте монокристаллов карбида кремния политипа 4H на затравках с плоскостью (11–22) // Физика и техника полупроводников. 2012. т.46, вып.10. C.1368–1373.
Монография
29. Ефимов А.Н., Лебедев А.О. Геометрические аспекты гетероэпитаксии // СПб: Изд-во СПбГЭТУ, 2012. 112 с.
Прочие публикации
30.Ефимов А.Н., Лебедев А.О. Кристаллогеометрические аспекты эпитаксии на неизоморфные подложки // ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ленина). Л., 1988. 24 с. Депонировано ВИНИТИ г.Москва 15.07.88, N 5713–В88.
31.Лебедев А.О., Мельник Ю.В., Царегородцев А.М. Методы получения эпитаксиальных слоев нитрида алюминия // ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ленина). Л., 1990. 53 с. Депонировано ВИНИТИ г.Москва 12.02.90, N 795–В90.
32.Lebedev A.O., Mel´nik Yu.V., Tsaregorodtsev A.M. Epitaxial growth of aluminum nitride on different substrates (Эпитаксиальный рост нитрида алюминия на различных подложках) // Proceedings of the 1st Intern.Conf.of Epitaxial Crystal Growth. Budapest, 1990. P.116–118.
33.Структурная деградация слитков карбида кремния в процессе их выращивания модифицированным методом Лэли / Д.Д.Авров, А.В.Булатов, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров, А.Ю.Фадеев // Карбид кремния и родственные материалы: докл. VI Международного семинара ISSCRM–2009. Великий Новгород. 2009. C.12–15.
34.О политипных включениях в слитках карбида кремния политипа 4H / Д.Д.Авров, С.И.Дорожкин, А.О.Лебедев, Ю.М.Таиров, А.Ю.Фадеев // Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто– и наноэлектроника: докл. Всеросс. конф. с элементами научной школы для молодежи. Ноябрь 2009 г./ Махачкала. 2009. С.29–36.