Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии и оборудования для обеспечения производства подложек нитрида галлия приборов электроники и оптоэлектроники на основе широкозонных полупроводников.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.467.11.2010
Организация
ООО "Н-кристаллы"

создание опытно-промышленного производства низкодефектных подложек нитрида галлия диаметром не менее 50 мм для выращивания на них эпитаксиальных структур на основе широкозонных полупроводников приборов силовой электроники, лазерных диодов и мощных светодиодов видимого и ближнего ультрафиолетового спектральных диапазонов.

Соисполнители

Организация
ООО "Софт-Импакт"

Этапы проекта

1
10.11.2005 - 30.11.2005
2
01.12.2005 - 08.12.2005
Проведена численная оптимизация ростовых условий и конструкций элементов ростовой камеры для выращивания объемных кристаллов нитрида галлия. Проведена подготовка материальной базы для укомплектования технологических процессов и ростовых установок.

Разработана предварительная технологическая документация на процесс выращивания кристаллов. Проведено численное моделирование роста объемных кристаллов нитрида галлия с целью выбора оптимального способа выращивания. Проведена подготовка инфраструктуры технологического участка для размещения макетов технологического оборудования. Определены задачи патентных исследований, видов исследований и методов их проведения, разработано задание на проведение патентных исследований. Проведены предварительные патентные исследования.
Развернуть
3
01.01.2006 - 30.06.2006
• Проведена расчетно-теоретическая оптимизация конструкции реактора для выращивания объемных кристаллов нитрида галлия (GaN) методом хлоридной эпитаксии. Компьютерным моделированием определена конструкция вертикального реактора с минимальным уровнем паразитного осаждения поликристаллического нитрида галлия на стенках, что должно обеспечить стабильность длительного ростового процесса, необходимого для получения кристалла диаметром 50 мм длиной не менее 5 мм. По результатам работы подготовлен научно-технический отчет.
• Разработан Эскизный проект и Рабочая конструкторская документация ростовой установки, включающей в себя: ростовой реактор вертикального типа, загрузочную камеру, систему вращения и перемещения подложки, систему электропитания и нагрева, систему управления и систему утилизации химически агрессивных газов;
• Изготовлен Макет установки выращивания объемных GaN-кристаллов.
• Проведены исследовательские испытания начальной стадии роста объемных кристаллов GaN с анализом структурного качества, механических и электрических параметров выращенных кристаллических слоев на сапфировой подложке.
• Разработана Рабочая технологическая документация на процесс выращивания объемных кристаллов GaN, включающий в себя все стадии от подготовки подложек до постростового снижения температуры в реакторе;
• Разработана Рабочая технологическая документация на процессы обработки кристаллов, в том числе резки, полировки и финишной подготовки подложек GaN для эпитаксии, адаптированной к оборудованию, имеющемуся у головного Исполнителя;
• Разработан Бизнес-плана проекта, с анализом современного мирового рынка конечной продукции – двухдюймовых подложек GaN, показавший высокую перспективность создания опытно-промышленного производства;
• Проведены патентные исследований в отношении России и ведущих стран. Определены тенденции развития технологии выращивания объемных кристаллов GaN. Показано, что цели проекта полностью им соответствуют. Определены принципиальные отличия патента, разрабатываемого Исполнителями проекта, на способ роста объемных кристаллов GaN. По результатам работы подготовлен отчет о патентных исследованиях.
• Проведены комплексные мероприятия по приборному оснащению технологического участка и установок производства подложек GaN, в том числе приобретено контрольное и другое оборудование для оснащения технологического участка выращивания объемных кристаллов GaN.
Развернуть
4
01.07.2006 - 31.10.2006
В течение отчетного периода были проведены следующие работы:
• Разработан проект ТУ на подложки нитрида галлия.
• Изготовлен опытный образец установки для выращивания объемных кристаллов нитрида галлия методом хлоридной эпитаксии, включающий в себя реактор с секционным резистивным нагревом, систему газораспределения с блоком финишной очистки газов, систему вращения и перемещения подложки, систему автоматизированного управления, систему непрерывной подачи жидкого галлия, загрузочную камеру.
• Выпущена опытная партия подложек нитрида галлия.
• Проведена характеризация подложек из нитрида галлия нанесением на них тестовых приборных эпитаксиальных структур.
• Проведена верификация численной модели хлоридной эпитаксии нитрида галлия по экспериментальным данным, полученным на макете ростовой установки. Выполнено компьютерное моделирование процесса и численная оптимизация условий по однородности роста кристаллов и минимизации скорости осаждения депозитов.
• Разработаны ПМ предварительных испытаний подложки.
• Разработаны ПМ предварительных испытаний опытного образца установки.
• Проведены предварительные испытания опытного образца установки.
• Разработаны ПМ приемочных испытаний опытного образца установки.
• Проведены приемочные испытания опытного образца установки.
• Выполнена корректировка РКД на установку по результатам приемочных испытаний в влане модификации устройства подачи галлия в реактор.
• Разработаны ПМ приемочных испытаний подложки.
• Проведены приемочные испытания опытного образца подложки.
• Проведена корректировка РТД на подложки по результатам приемочных испытаний подложек.
• Утверждены ТУ на подложки нитририда галлия, получаемые из объемных кристаллов.
• Проведены работы по подготовке опытно-промышленного производства подложек нитрида галлия.
  Область применения результатов.
GaN-подложки найдут применение при изготовлении широкого спектра нитридных приборных структур, в том числе, мощных высокочастотных полевых транзисторов, лазерных диодов, ярких светодиодов, среди которых – «белые» светодиоды будут играть определяющую роль в осветительных системах, постепенно заменяя лампы накаливания, галогенные и флюоресцентные лампы, заметно сокращая энергетические расходы на освещение в мировом масштабе.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.3 Прикладные разработки в рамках системы приоритетных направлений
Тема
Разработка технологии и оборудования для обеспечения производства подложек нитрида галлия приборов электроники и оптоэлектроники на основе широкозонных полупроводников.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка конкурентоспособных технологий и создание опытно-промышленного производства подложек лейкосапфира, карбида кремния и нитрида галлия для широкого класса приборов оптоэлектроники и электроники.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
300 млн
Количество заявок
2
Тема
«Разработка технологии производства гетероэпитаксиальных структур на основе карбида кремния и родственных широкозонных полупроводниковых материалов на нанопористых подложках кремния для приборов электроники, микро- и наносистемной техники».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
240 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологии получения комплекса монокристаллов широкозонных полупроводников для элементной базы оптоэлектроники, дозиметрии, медицинской аппаратуры, приборов досмотровой техники.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
3
Тема
Исследование перспективных конструкций и технологических принципов формирования оптоэлектронных структур и приборов нового поколения (многоэлементный фотоприемник в диапазоне 0,4 – 0,7 мкм на основе широкозонных полупроводников)
Продолжительность работ
2013 - 2015, 25 мес.
Бюджетные средства
18,4 млн
Количество заявок
1