Физические основы оптимизации нитридных полупроводниковых гетероструктур для их применения в высокоэффективных светодиодных устройствах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Бугров, Владислав Евгеньевич

• Бугров, Владислав Евгеньевич
• доктор физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Бугров, Владислав Евгеньевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

В. 1. Актуальность темы диссертации

В.2. Цель и задачи диссертации

В.З. Научная новизна и практическая значимость работы

В.4. Апробация работы

В.5. Структура диссертации

В.6. Личный вклад автора диссертации

В.7. Основные положения, выносимые на защиту 15 ЧАСТЬ I. ОСНОВНЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ И

ТЕХНОЛОГИИ НИТРИДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР

ГЛАВА 1. Постановка задачи и описание методов её решения

1.1. Краткий обзор научных проблем и путей их решения

1.2. Задачи, решаемые в диссертации

1.3. Используемые теоретические подходы и экспериментальные методики

1.3.1. Методы физического моделирования

1.3.2. Методы характеризации материалов и светодиодных структур

1.3.2.1. In situ рефлектометрия

1.3.2.2. Рентгеновская дифрактометрия

1.3.2.3. Люминесценция и масс-спектроскопия вторичных ионов

1.3.2.4. Атомно-силовая микроскопия

1.3.2.5. Фотометрия

1.3.3. Эпитаксиальный рост нитридов металлов III группы методом газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений

ЧАСТЬ II. СВОЙСТВА GaN И МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ

НИТРИДОВ МЕТАЛЛОВ III ГРУППЫ

ГЛАВА 2. Фундаментальные свойства GaN

2.1. Кристаллическая структура

2.2. Зонная структура-

2.3. Пьезоэффект в GaN гексагональной модификации

2.4. Оптические свойства нитридов металлов III группы

2.5. Физико-химические свойства GaN

2.6. Твердые растворы AlGaN и InGaN

ГЛАВА 3. Теория и модели нитридных структур и устройств на их основе

3.1. Дислокации и механические напряжения в эпитаксиальных слоях нитридов металлов III группы

3.1.1. Реакционно-кинетическая модель взаимодействия дислокаций в эпитаксиальных слоях

3.1.2. Модель формирования внутренних полостей в эпитаксиальных слоях при росте на структурированных темплэйтах GaN/сапфир

3.1.3. Модель распространения дислокаций в эпитаксиальных слоях GaN при росте на структурированных темплэйтах GaN/сапфир

3.1.4. Моделирование напряженно-деформированного состояния в тонких структурированных гексагональными полостями пленках GaN

на сапфировых подложках

3.1.5. Моделирование напряженно-деформированного состояния в тонких структурированных колоннами пленках GaN на сапфировых подложках

3.1.6. Модель уменьшения плотности проникающих дислокаций в пленках GaN вследствие их взаимодействия с полостями

3.2. Физические процессы в светодиодном чипе на основе нитридов металлов III группы

3.2.1. Моделирование и оптимизация растекания электрического тока, тепла и вывода света

3.2.2. Моделирование пробоя в светодиодных структурах, вызванного электростатическим разрядом, и технологические аспекты решения проблемы

3.3. Резонансное асимметричное туннелирование заряда в нитридных полупроводниковых гетероструктурах

3.4. Эффективность вывода света из светодиодного модуля «чип-на-плате»

3.4.1. Экспериментальное исследование вывода света

3.4.2. Моделирование вывода света

3.5. Отвод тепла в тонких слоях люминофора

3.6. Отвод тепла в осветительных системах со светодиодными модулями

3.6.1. Экспериментальное обоснование достоверности математической модели теплообмена в светодиодных лампах замещения

3.6.2. Исследования влияния геометрии радиатора на эффективность конвективного теплоотвода от ламп замещения с цоколем Е27

3.6.3. Подбор материалов для элементов пассивных систем охлаждения на основе результатов численного моделирования теплообмена с

учетом конвекции

ЧАСТЬ III. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СВОЙСТВАМИ СВЕТОДИОДНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ МЕТАЛЛОВ III ГРУППЫ

ГЛАВА 4. Новый метод многостадийного роста эпитаксиальных слоев нитридов металлов III группы

4.1. Новый метод получения нуклеационного слоя GaN с низкой плотностью зародышевых островков

4.2. Оптимизация метода многостадийного роста эпитаксиальных слоев GaN

4.2.1. Регулирование плотности зародышевых островков на стадии низкотемпературного роста эпитаксиальных слоев GaN

4.2.2. Регулирование плотности зародышевых островков на стадии высокотемпературного заращивания эпитаксиального слоя GaN

4.3. Уменьшение плотности проникающих дислокаций в методе многостадийного роста эпитаксиальных слоев GaN

4.4. Перенаправление и реакции проникающих дислокаций в методе многостадийного роста эпитаксиальных слоев GaN

4.5. Применение метода многостадийного роста для получения светодиодных структур на основе множественных квантовых ям InGaN/GaN

4.6. Метод многостадийного роста эпитаксиальных слоев AlGaN 174 ГЛАВА 5. Метод контролируемого введения полостей при возобновляемом росте эпитаксиальных слоев GaN на гексагонально-структурированных темплэйтах

5.1. Получение гексагонально-структурированных темплэйтов GaN/сапфир

5.2. Рост эпитаксиальных слоев GaN на гексагонально-структурированных темплэйтах GaN/сапфир: влияние условий роста и геометрических параметров темплэйтов

5.3. Распространение проникающих дислокаций в эпитаксиальных слоях GaN, выращенных на гексагонально-структурированных темплэйтах GaN/сапфир

ГЛАВА 6. Методы структурирования подложек сапфира, направленные на увеличение вывода света из нитридных светодиодных структур

6.1. Получение подложек сапфира с заданной топологией поверхности

6.2. Рост эпитаксиальных слоев GaN на подложках сапфира с заданной топологией поверхности

6.3. Светодиодные структуры на основе InGaN, выращенные с использованием сапфировых подложек с заданной топологией поверхности

6.4. Метод безмасочного структурирования сапфировой подложки для улучшения вывода света из нитридных светодиодных структур

ГЛАВА 7. Эпитаксиальные методы получения светодиодных структур 1пОа1Ч/СаК

7.1. Получение эпитаксиальных слоев ваК /»-типа проводимости при легировании

7.2. Влияние концентрации 1п в подслое 1пваЫ на выходную мощность электролюминесценции светодиодов

7.3. Оптимизация свойств блокирующего слоя АЮаМ в светодиодных структурах

7.4. Оптимизация структур на основе InGaN/InAlGaN с множественными квантовыми ямами для получения эффективных светодиодов, излучающих

в ближней ультрафиолетовой области

ЧАСТЬ IV. РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ СВЕТОДИОДНЫХ ПРИБОРОВ

ГЛАВА 8. Светодиоды ближнего ультрафиолета с улучшенными характеристиками

8.1. Проблемы получения светодиодов ультрафиолетового диапазона

8.2. Способ улучшения оптических и электрических характеристик 236 ГЛАВА 9. Практические решения в области светодиодов видимого диапазона

9.1. Развитие эпитаксиальных светодиодных технологий группы компаний «Оптоган» на основе научных разработок, представленных в диссертации

9.2. Конструкционные решения: светодиодные чипы и светодиоды

9.3. Светодиодные сборки «чип-на-плате»

9.4. Промышленные изделия, выпускаемые на основе полученных научных результатов и разработанных технологических решений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

3.1. Основные полученные результаты

3.2. Основные выводы 279 ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

П. 1. Список публикаций по теме диссертации

П.2. Список патентов РФ и заявок на патенты РФ по теме диссертации

П.З. Список научно-технических и научно-популярных статей по тематикам, связанным с выполнением работы

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

ACM атомно-силовая микроскопия

АЦП аналогово-цифровой преобразователь

ВЗ валентная зона

ВИМС масс-спектроскопия вторичных ионов

ВТ высокотемпературный

ГФЭ МОС газофазная эпитаксия с использованием металлорганических соединений

ДН дислокация несоответствия

33 запрещенная зона

ЗП зона проводимости

КПД коэффициент полезного действия

КСС кривая силы света

КТР коэффициент термического расширения

ЬСЯ квантовая яма

МКЯ множественные квантовые ямы

ОЭС Оже-электронная спектроскопия

ПВО полное внутреннее отражение

ПД проникающая дислокация

ПК персональный компьютер

ПО программное обеспечение

РД рентгеновская дифрактометрия

СБЭ слой, блокирующий электроны

СД светодиод

УФ ультрафиолетовый

ФЛ фотолюминесценция

ФЭУ фотоэлектронный умножитель

ЭЛ электролюминесценция

ЭС эпитаксиальный слой

ЭСР электростатический разряд

CART charge assymetric resonance tunneling, резонансное ассиметричное

туннелирование заряда CCS system close coupled showerhead, система со струйным вводом компонентов

ССТ correlated color temperature, коррелированная цветовая температура

СОВ chip-on-board, светодиодная сборка вида «чип-на-плате»

CRI color rendering index, индекс цветопередачи

ED edge dislocation, краевая дислокация

ELOG epitaxial layer overgrowth, эпитаксиальное латеральное разращивание

FWHM full width half maximum, ширина на полувысоте

HEMT high electron mobility transistor, транзистор с высокой подвижностью электронов

ITO indium tin oxide, оксид индия-олова

MD misfit dislocation, дислокация несоотвествия

PLCC plastic leaded chip carrier, пластиковый корпус для чипа

RIE reactive ion etching, реактивно-ионное травление

RMS root mean square, среднеквадратичное отклонение

TD threading dislocation, проникающая дислокация

TMA1 trimethylaluminium, А1(СНз)з, триметиалюминий

TMGa trimethylgallium, Ga(CH3)3, триметилгаллий

TMIn trimethylindium, 1п(СНз)з, триметилиндий

WPE wall plug efficiency, отношение мощности излучения к потребляемой мощности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физические основы оптимизации нитридных полупроводниковых гетероструктур для их применения в высокоэффективных светодиодных устройствах»

ВВЕДЕНИЕ

В.1. Актуальность темы диссертации

В настоящее время полупроводниковые светодиоды, излучающие в синем диапазоне электромагнитного спектра, находят широкое применение в системах общего и специального освещения, полноцветных дисплеях со светодиодной подсветкой и других приложениях. Существует несколько полупроводниковых материалов, перспективных для изготовления излучателей синего цвета. Изначально наиболее перспективными для изготовления таких излучателей считались соединения карбида кремния (SiC) и селенида цинка (ZnSe). Пионерскими исследованиями, связанными с развитием излучателей на основе SiC, по праву считаются работы, выполненные в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН в 1970-1980 годах [1]. Другими важнейшими материалами, пригодными для изготовления структур, излучающих в синем и ультрафиолетовом диапазоне, являются нитриды металлов III группы (Ш-нитриды) периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Синтез этих материалов и изучение их свойств также проводились в ФТИ им. А.Ф. Иоффе, начиная с самой ранней стадии исследований в данной области [2]. В последние две декады в области получения эпитаксиальных слоев (ЭС) нитрида галлия (GaN) и твердых растворов нитридов индия-галлия (InxGai_xN) и алюминия-галлия (AlyGai-yN), необходимых для развития технологии синих и ультрафиолетовых светодиодов, был достигнут значительный прогресс. Данное направление активно развивается с 90-х годов, начиная с технологических успехов группы профессора Акасаки (I. Akasaki) в области газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений (ГФЭ МОС). Среди основных этапов развития технологии получения GaN следует отметить разработку процесса выращивания материала, включающего стадию низкотемпературного роста нуклеационного (зародышевого) слоя [3], который позволил получить эпитаксиальные слои GaN на чужеродных подложках и снизить плотность проникающих дислокаций (ПД) в получаемых слоях. Следующим важным шагом явилась разработка методики легирования GaN магнием (Mg) [4], что дало материал с проводимостью дырочного типа (р-типа) с параметрами, достаточными для изготовления коммерческих светодиодов и лазерных диодов. Еще одним значительным вкладом в развитие надежных твердотельных источников синего света стала разработка технологии электрических контактов к GaN [5]. В настоящее время Ш-нитриды считаются наиболее востребованными полупроводниковыми материалами для приложений, требующих высокоэффективных твердотельных источников света [6]. Принципиальная проблема

улучшения характеристик мощных светоизлучающих устройств на основе GaN может быть решена с помощью повышения кристаллического совершенства гетероэпитаксиальных слоев и разработки новых схем легирования для получения нитридного материала р-типа проводимости. Решение этой проблемы связано, например, со снятием ограничения по максимальному току, возникающему из-за паразитных процессов безызлучательной рекомбинации носителей заряда. Такие дефекты, в особенности ПД, во множестве возникают при эпитаксиальном росте слоев GaN (и других Ш-нитридов) на чужеродных подложках, материал которых рассогласован с материалом слоя по параметру кристаллической решетки, например, на подложках сапфира (AI2O3), SiC и кремния (Si). Таким образом, развитие физического базиса изготовления, функционирования и оптимизации высокоэффективных полупроводниковых светоизлучающих структур и устройств на основе Ш-нитридных полупроводников является чрезвычайно востребованным и быстро развивающимся направлением, что обусловливает актуальность настоящей диссертационной работы.

В.2. Цель и задачи диссертации

Целью работы являлась разработка физических основ оптимизации нитридных полупроводниковых гетероструктур и приборов современной полупроводниковой оптоэлектроники, работающих в видимой и ультрафиолетовой областях спектра электромагнитного излучения и создаваемых на основе эпитаксиальных слоев III-нитридов InN, GaN, AIN и их твердых растворов InxGai_xN, AlyGai_yN, InxAlyGai_x_yN.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие основные задачи:

• Проанализировать возникающие в Ш-нитридных гетероструктурах деформации и механические напряжения с учетом химического состава, упругой анизотропии и однородности материалов эпитаксиальных слоев.

• Теоретически рассмотреть и экспериментально исследовать механизмы роста гетероэпитаксиальных слоев на основе Ш-нитридов и их микроструктуру, включая изменение плотности проникающих дислокаций в таких слоях.

• Провести моделирование электрических, оптических и тепловых процессов, характерных для полупроводниковых нитридных гетероструктур, светодиодных чипов и устройств на их основе.

• Исследовать влияние эффекта поглощения и рассеяния света в пассивных областях нитридных светодиодных структур на их характеристики.

• Предложить и реализовать эффективные схемы эпитаксиального выращивания

нитридных полупроводниковых гетероструктур методом ГФЭ МОС.

• Определить способы получения светодиодных структур нитридов металлов III группы на подложке сапфира с заданными структурными и оптико-электрическими параметрами и найти пути снижения уровня деградации оптоэлектронных устройств, обусловленного дефектами.

• Оптимизировать свойства светоизлучающих приборов, создаваемых на основе нитридных полупроводниковых гетероструктур, включая вывод излучения, отвод тепла, и разработать приборы, соответствующие передовому мировому уровню.

В.З. Научная новизна и практическая значимость работы

В диссертации теоретически и экспериментально исследованы механизмы роста, легирования и дефектообразования в Ш-нитридах при их выращивании на подложках с большим рассогласованием параметров кристаллической решётки при использовании различных условий роста и различных морфологиях ростовой поверхности подложки. В результате установлены неизвестные ранее закономерности дефектообразования при гетероэпитаксиальном росте полупроводниковых соединений и твёрдых растворов InxGai.xN, AlyGai.yN и InxAlyGai.x_yN на GaN, и структур с множественными квантовыми ямами (МКЯ) InxGai_xN/InxAlyGai_x-yN, выращиваемых методом ГФЭ МОС на подложках сапфира, и предложены новые подходы к снижению дефектности указанных материалов и повышению эффективности светодиодных устройств, создаваемых на их основе.

Научная и практическая значимость работы заключается в том, что осуществлено решение научной проблемы, имеющей важное практическое значение. Исследования, проведенные в диссертации, позволяют глубже понять механизмы формирования дефектов в гетероструктурах на основе нитридов металлов III группы и, как следствие, оптимизировать условия получения низкодефектных гетероэпитаксиальных структур для создания эффективных светодиодов, работающих в видимой и ультрафиолетовой областях спектра электромагнитного излучения. В результате разработаны научные основы новой технологии, позволяющей создавать гетероструктуры на основе нитридных соединений на подложках из сапфира со сниженной до двух порядков величины (по сравнению со стандартной технологией) плотностью ПД. Изучены и оптимизированы методы легирования твердых растворов нитридов галлия и алюминия для получения материала /?-типа проводимости. На основе проведенных исследований и созданных новых ростовых технологий разработаны и внедрены в промышленное производство светодиодные чипы, светодиоды и матричные светодиодные модули для изготовления

осветительных устройств.

Полученные результаты, описанные в диссертации, послужили научной основой 27 (в том числе 6 российских) выданных патентов. Часть результатов работы была получена в ходе выполнения проектов Российского фонда фундаментальных исследований, включая проекты 05-02-17781 «Физические принципы снижения плотности дислокаций в гетероструктурах на основе нитрида галлия» и 09-08-00854 «Механика дефектов в слоистых наногетероструктурах на основе Ш-нитридов», и выполнения НИР «Обеспечение теплового режима светодиодных световых приборов повышенной мощности и надежности» в рамках государственного контракта 16.516.11.6102 с Министерством образования и науки РФ.

В.4. Апробация работы

Результаты, представленные в диссертации, докладывались на следующих конференциях: Silicon Carbide and Related Materials (Kyoto, Japan, 1995), The First European GaN Workshop (Rigi, Switzerland, 1996), «Прикладная оптика-1996» (Санкт-Петербург,

1996), The Second International Conference on Nitride Semiconductors (Tokushima, Japan,

1997), International Conference on Silicon Carbide, Ill-Nitrides and Related Materials (Stockholm, Sweden, 1997), XLVII Санкт-Петербургский симпозиум им. А.С. Попова (Санкт-Петербург, 1997), 3rd International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diodes (Berlin, Germany, 2000), The Fourth European GaN Workshop (Nottingham, UK, 2000), International Workshop on Nitride Semiconductors (Nagoya, Japan, 2000), UK Nitride Consortium Workshop (Bath, UK, 2001), 2005 MRS Fall Meeting (Boston, USA), International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-2006, Miyazaki, Japan), International Symposium on Gallium Nitride (Linkoping, Sweden, 2006), 6th International Conference on Materials for Microelectronics & Nano-engineering-MFMN (Cranfield, UK, 2006), 7-й и 8-й Всероссийских конференциях «Нитриды галлия, индия и алюминия — структуры и приборы» (Москва, 2010 и Санкт-Петербург, 2011), 15th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (Lake Tahoe, USA, 2010), E-MRS 2011 Spring Meeting, Symposium F: Group III Nitrides and Their Heterostructures for Electronics and Photonics (Nice, France, 2011), 9th International Conference on Nitride Semiconductors (Glasgow, UK, 2011), ChipEXPO-2011 (Москва, 2011), Вторая научная конференция кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково» (Москва, 2011), LED Forum 2011 (Москва, 2011), International Conference on Extended Defects in Semiconductors (Thessaloniki, Greece, 2012), 4th International Symposium on Growth of Ill-Nitrides (Санкт-

Петербург, 2012), 9th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Devices (ISSLED 2012) (Berlin, Germany, 2012), «Прикладная оптика-2012» (Санкт-Петербург, 2012), 6th International Conference on Multiscale Materials Modeling (Singapore, 2012), Semicon Russia 2012 (Москва, 2012).

Результаты диссертационной работы опубликованы в 36 печатных работах в отечественных и зарубежных научных журналах и сборниках статей. Список публикаций приведен в хронологическом порядке в конце диссертации [1а—36а] в пункте «П.1. Список публикаций по теме диссертации».

В.5. Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх частей, включающих в себя девять глав, и заключения, содержит 182 рисунка, 34 таблицы и список литературы из 257 наименований. Общий объем диссертации составляет 309 страниц.

В первой части диссертации, содержащей одну (первую) главу, сформулированы задачи проводимых исследований и описаны методы, применяемые для решения этих задач. В этой части содержится краткий обзор существующих общих проблем по теме диссертации, описаны использованные подходы, направленные на решение конкретных вопросов, рассматриваемых в работе, указаны методики моделирования и экспериментальных исследований и представлен основной технологический метод, использованный в работе, — рост Ш-нитридов методом ГФЭ МОС. В конце главы рассмотрены использованные методики измерений параметров светодиодных чипов, светодиодов и светодиодных сборок.

Во второй части диссертации содержатся вторая глава, в которой кратко описаны фундаментальные свойства GaN и твёрдых растворов на его основе, и третья глава, где представлены результаты численного моделирования, выполненного в рамках диссертационной работы. В разделе третьей главы, посвященном анализу структуры выращиваемых материалов, представлена реакционно-кинетическая модель взаимодействия дислокаций в эпитаксиальных слоях нитридов металлов III группы и смоделирован рост GaN на структурированных подложках GaN/сапфир (далее по тексту введено обозначение GaN/АЬОз). В том числе рассмотрены: (i) модель формирования внутренних полостей в нитридных эпитаксиальных слоях, выращенных методом ГФЭ МОС на структурированных подложках; (ii) модель распространения дислокаций в эпитаксиальных слоях GaN, выращенных на гексагонально-структурированных подложках GaN/АЬОз; (iii) модель напряженно-деформированного состояния в тонких

структурированных слоях выращенных на сапфировых подложках. Также в этой

главе представлены результаты теоретического анализа различных процессов в светодиодных чипах и устройствах на основе Ш-нитридов. В частности, проведено моделирование физических процессов в светодиодных чипах, включая оптимизацию растекания электрического тока и тепла и вывода света из чипа, исследован пробой в светодиодных структурах, вызванный электростатическим разрядом (ЭСР), и предложены технологические решения этой проблемы. В конце главы представлены результаты расчетов, проведенных с целью повышение эффективности вывода света из светодиодного модуля «чип-на-плате» (от англ. сЫр-оп-Ьоагй, сокращенно, СОВ) и оптимизации отвода тепла в осветительных системах со светодиодными модулями.

Третью часть диссертации, состоящую из четырех глав и посвященную разработке эффективных способов оптимизации свойств светодиодных структур на основе Ш-нитридов, открывает четвертая глава, в которой представлен новый метод многостадийного роста эпитаксиальных слоев Ш-нитридов. В ходе разработки данного метода была предложена новая схема создания нуклеационного слоя ваЫ с низкой плотностью зародышевых островков, проведена оптимизация метода многостадийного роста слоя ОаЫ путём регулирования плотности зародышевых островков на стадии низкотемпературного роста, и разработана технология регулирования плотности зародышевых островков на стадии высокотемпературного заращивания нуклеационного слоя ОаЫ. В данной главе также рассмотрено уменьшение плотности ростовых дислокаций в рамках метода многостадийного роста ОаИ. Метод был реализован в виде многостадийного роста эпитаксиальных слоев Ш-нитридов с целью создания светодиодных структур на основе МКЯ 1пхОа1.х1ЧЛЗаМ и для выращивания эпитаксиальных слоев А1уОа1_у1Ч.

В пятой главе диссертации предложен способ контролируемого введения полостей при возобновляемом росте слоя йаЫ на гексагонально-структурированной подложке. Здесь рассмотрена задача создания гексагонально-структурированных подложек ваМ/АЬОз, проанализирован рост на гексагонально-структурированных подложках СаК/АЬОз с точки зрения влияния на качество слоев условий роста и геометрических параметров подложек. В рамках решения поставленной задачи было также исследовано поведение ПД в эпитаксиальных слоях ОаИ, выращенных на гексагонально-структурированных подложках ОаИ/АЬОз.

В шестой главе рассмотрены приёмы структурирования подложек АЬОз, направленные на увеличение выходной мощности излучения нитридных светодиодных структур. Предложена технология получения подложек АЬ03 с заданным рельефом

поверхности и рассмотрен процесс роста эпитаксиальных слоёв ваИ на таких подложках. В данной главе исследованы свойства светодиодных структур на основе 1пхСа1_х]Ы, выращенных с использованием сапфировых подложек с контролируемой геометрией поверхности, и рассмотрен метод безмасочного структурирования сапфировой подложки для улучшения вывода света из нитридных светодиодных структур.

В седьмой главе исследованы эпитаксиальные методы создания светодиодных структур 1пхОа1_хН/Са1Ч, и предложены новые приёмы по совершенствованию этой технологии. В частности, оптимизировано получение эпитаксиальных слоёв GaN р-типа проводимости при легировании магнием, изучено влияние концентрации индия в подслое 1пхОа].хН на выходную мощность электролюминесценции светодиодов, создаваемых на основе структур 1пхСа]_х]МУОаМ, и проведена оптимизация свойств блокирующего слоя А1уСа1.уК в светодиодных структурах 1пхСа1.х1Ч/СаК и структур на основе 1пхОа1.хК/1пхА1уОа1.х.>^ с МКЯ для создания эффективных светодиодов, излучающих в области ближнего ультрафиолета.

В четвёртой части диссертации, состоящей из двух глав, описана реализация полученных в ходе выполнения диссертационной работы результатов при разработке новых светодиодных приборов. В частности, в восьмой главе рассмотрены светодиоды ближнего ультрафиолетового диапазона с улучшенными характеристиками, а в девятой главе представлены практические результаты развития эпитаксиальных светодиодных технологий группы компаний «Оптоган» на основе научных разработок, предложенных в диссертации, и конструкционные решения в области светодиодов видимого диапазона: светодиодных чипов, светодиодов и светодиодных сборок «чип-на-плате». Следует отметить, что часть из описываемых в диссертации конструкций приборов реализована в изделиях, выпускаемых промышленно.

В последней части диссертации приведены заключение и выводы по результатам работы, списки публикаций, патентов РФ и заявок на патенты РФ диссертанта по теме работы, общий библиографический список цитированных источников.

В.6. Личный вклад автора диссертации

Основные результаты, приводимые в диссертации, получены автором диссертационной работы лично и опубликованы в 36 статьях в отечественных и зарубежных научных журналах и сборниках. Автор диссертации непосредственно определил направление исследований, сформулировал общую цель и конкретные задачи работы. Он провел большое количество экспериментов по выращиванию светодиодных

структур, выполнил большую часть измерений и модельных расчетов. Весь анализ полученных результатов был выполнен лично автором, что позволило сформулировать положения, выносимые на защиту, и общие выводы по диссертации.

Конкретно, в опубликованных статьях автору принадлежат постановка или участие в постановке задачи [1а, 2а, 4а-6а, 8а-9а, 11а, 13а-36а], проведение моделирования (расчетов) [1а, 2а, 4а-6а, 13а], выполнение экспериментов [За, 5а, 9а, 11а, 12а, 13а, 15а], интерпретация полученных результатов [1а-4а, 6а-9а, 11а-36а], поиск данных в литературе [10а], написание или участие в написании статей [1а-36а].

В.7. Основные положения, выносимые на защиту

1. Возникновение ростовых поверхностей с высокими кристаллографическими индексами при осаждении полупроводниковых материалов со структурой вюрцита на подложках базисной ориентации (0001) вызывает отклонение ПД от начального вертикального положения. Наклон ПД приводит к существенному уменьшению плотности ПД по мере дальнейшего роста слоев в результате междислокационных реакций.

2. Использование многостадийного режима роста в ГФЭ МОС процессе (с чередованием двух- и трёхмерной ростовой моды) позволяет достичь быстрого уменьшения плотности ПД в GaN слоях. По мере увеличения толщины слоя плотность ПД может быть снижена на полтора - два порядка. Управление трехмерной ростовой модой на начальном этапе формирования эпитаксиальных слоёв на сапфировой подложке позволяет сократить плотность зародышевых островков и при их последующей коалесценции число границ блоков, что является определяющим в формировании слоя с низкой исходной плотностью дислокаций.

3. Разработанный метод создания упорядоченной системы полостей в гетероэпитаксиальных слоях ва]Ч, выращенных на сапфировых подложках, приводит к снижению уровня механических напряжений в этих слоях. Величина и степень локализации напряжений определяются отношением радиуса создаваемых полостей к толщине слоя.

4. Разработанный метод структурирования поверхности сапфира, на которой формируется светодиодная структура нитридов металлов III группы, и механическая обработка тыльной стороны сапфировой подложки приводят к увеличению вывода света из чипа, что обусловлено подавлением эффекта полного внутреннего отражения за счет усиления рассеяния света. Вывод света контролируется размером и конфигурацией рельефа обрабатываемых поверхностей.

5. В светодиодных структурах 1пхСа| _хМ/1пуА1;,Оа| _У_;/Ы с МКЯ резкость границ раздела и однородность состава МКЯ определяются содержанием 1п в барьерных слоях ТпуАГОа^у^М. Квантовая эффективность структур чувствительна к концентрациям 1п в барьерном слое. Повышение содержания индия приводит к появлению неоднородного распределения в нем А1 и, как следствие, к снижению квантовой эффективности.

6. Состав буферных подслоев 1пхСа1_хЫ определяет равномерность распределения 1п в системе светоизлучающих квантовых ям, что контролирует квантовую эффективность этих гетероструктур.

7. Ток через проводящие каналы в активной области светодиодной структуры с квантовыми ямами (КЯ) во время электростатического разряда (ЭСР) может быть значительно снижен введением промежуточных слоёв-спейсеров с высоким удельным сопротивлением, прилегающих к активной области структуры. В качестве /»-спейсера может быть использован /»-эмиттер, однако для препятствия диффузии Mg из /»-эмиттера в активную область структуры оптимальным является введение нелегированного спейсера. В «-области введение номинально нелегированного спейсера является необходимым.

ЧАСТЬ I. ОСНОВНЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ И ТЕХНОЛОГИИ НИТРИДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ГЕТЕРОСТРУКТУР

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Бугров, Владислав Евгеньевич

3.2. Основные выводы

I. Преднамеренное изменение наклона линий проникающих дислокаций в слоях нитридных полупроводников со структурой вюрцита, растущих в базисной ориентации (0001), оказывается эффективным для снижения плотности таких дефектов. Наклон дислокаций может быть спровоцирован возникновением ростовых поверхностей с высокими кристаллографическими индексами, т.е. отличных от (0001), {h, k,h + к, О].

II. Многостадийный режим роста в ГФЭ МОС с чередованием двух- и трёхмерной ростовой моды позволяет достичь быстрого и значительного (до 2 порядков) уменьшения плотности проникающих дислокаций в слоях GaN. Формирование слоёв с пониженной исходной плотностью проникающих дислокаций достигается за счет сокращения числа центров зарождения, что дополнительно позволяет оптимизировать предложенный многостадийный процесс.

III. Темплэйты GaN/сапфир с упорядоченным ансамблем полостей или колонн в гетероэпитаксиальных слоях нитрида галлия обеспечивают существенное снижение уровня механических напряжений и повышение структурного качества подложек. Полученные на таких подложках светодиодные чипы с системой квантовых ям (КЯ) демонстрируют прирост эффективности.

IV. Структурирование поверхности, на которой формируется светодиодный чип, и механическая обработка тыльной стороны сапфировой подложки дают увеличение вывода света из чипа. Вывод света контролируется размером и конфигурацией рельефа обрабатываемых поверхностей, что связано с подавлением эффекта полного внутреннего отражения за счет усиления рассеяния света.

V. Квантовая эффективность светодиодных структурах InxGai.xN/InyAlzGai.y.zN с множественными квантовыми ямами (МКЯ) определяется содержанием In в барьерных слоях InyAlzGaiyzN. Это обусловлено зависимостью резкости границ раздела и состава МКЯ от концентрации In в барьерном слое.

VI. Равномерность распределения In в системе светоизлучающих КЯ, полученных на буферном подслое InxGai.xN, определяется составом подслоя, что позволяет в итоге контролировать квантовую эффективность гетероструктур.

VII. Применение промежуточных слоёв-спейсеров с высоким удельным сопротивлением, прилегающих к активной области структуры, позволяет значительно понизить ток через проводящие каналы в активной области светодиодной структуры с квантовыми ямами во время электростатического разряда. В качестве р- и и-спейсеров наиболее эффективно использование номинально нелегированных слоёв.

В целом, в диссертации решена важная научная проблема создания физического базиса для оптимизации параметров гетероструктур нитридных полупроводников, разработки и внедрения в промышленное производство передовых технологий их эпитаксиального выращивания методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений, изготовления светодиодных чипов, сборок типа «чип-на-плате» и светоизлучающих полупроводниковых устройств с улучшенными характеристиками и повышенной эффективностью.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ПЛ. Список публикаций по теме диссертации la] Bougrov V.E., Zubrilov A.S. «Computer simulation of optical confinement in III-V nitride double heterostructures» Institute of Physics Conference Series, 1996, volume 142, issue 6, p. 1007-1010.

2a] Бугров В.E., Зубрилов А.С. «Волноводные свойства гетероструктур на основе нитридов галлия, алюминия и индия» Физика и Техника Полупроводников, 1997, том 31, выпуск 1, с. 63-67.

За] Зубрилов А.С., Мельник Ю.В., Цветков Д.В., Бугров В.Е., Николаев А.Е., Степанов

C.И., Дмитриев В.А. «Люминесцентные свойства слоев нитрида галлия, выращенных газофазной эпитаксией в хлоридной системе на подложках карбида кремния» Физика и Техника Полупроводников, 1997, том 31, выпуск 5, с. 616-620.

4а] Bougrov V.E., Zubrilov A.S. «Optical confinement and threshold currents in III-V nitride heterostructures: Simulation» Journal of Optics, 1997, volume 81, issue 7, p. 2952-2956. [5a] Sukhoveyev V., Ivantsov V., Zubrilov A., Nikolaev V., Nikitina I., Bougrov V., Tsvetkov

D., Dmitriev V. «Crystal structure and optical properties of bulk GaN crystals grown from a melt at reduced pressure» Materials Science Forum, 1998, volume 264-268, p. 1331-1334.

6a] Бугров В.E., Константинов О.В. «Учет кулоновского взаимодействия электронов и дырок в квантовых точках на основе InGaN» Физика и Техника Полупроводников, 1998, том 32, выпуск 10, с. 1235-1239.

7а] Rebane Y.T., Shreter Y.G., Yavich B.S., Bougrov V.E., Stepanov S.I., Wang W.N. «Light emitting diode with charge asymmetric resonance tunneling» Physica Status Solidi (a), 2000, volume 180, issue 1, p. 121-126.

8a] Stepanov S., Wang W.N., Yavich B.S., Bougrov V., Rebane Y.T., Shreter Y.G. «Influence of Poisson's ratio uncertainty on calculations of the bowing parameter for strained InGaN layers» MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Research, 2001, volume 6, issue 6, p. 1-8. [9a] Wang P.J., Bougrov V.E., Rebane Y.T., Shreter Y.G., Stepanov S.I., Tseng L., Yavich B.S., Wang W.N. «Ill-nitride efficient LEDs» Proceedings ofSPIE, 2001, volume 4445, p. 99-110. [10a] Bougrov V., Levinshtein M., Rumyantsev S.L., Zubrilov A., Chapter 1 «Gallium Nitride» in «Properties of advanced semiconductor materials: GaN, AIN, InN, BN, SiC, SiGe» edited by Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S., 2002, New York: John Wiley & Sons, 216 p.

11a] Rebane Y.T., Bochkareva N.I., Bougrov V.E., Tarkhin D.V., Shreter Y.G., Girnov A.E., Stepanov S.I., Wang W.N., Chang P.T., Wang P.J. «Degradation and transient currents in Ill-Nitride LEDs» Proceedings ofSPIE, 2003, volume 4996, p. 113-124.

12a] Lang Т., Odnoblyudov M., Bougrov V., Sopanen M. «MOCVD growth of GaN islands by multistep nucleation layer technique» Journal of Crystal Growth, 2005, volume 277, issue 1-4, p. 64-71.

13a] Bougrov V.E., Odnoblyudov M.A., Romanov A.E., Lang Т., Konstantinov O.V. «Threading dislocation density reduction in two-stage growth of GaN layers» Physica Status Solidi (a), 2006, volume 203, issue 4, p. R25-R27.

14a] Lang Т., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E., Romanov A.E., Suihkonen S., Sopanen M., Lipsanen H. «Multistep method of threading dislocation density reduction in MOCVD grown GaN epilayers» Physica Status Solidi (a), 2006, volume 203, issue 10, p. R76-R78. [15a] Lang Т., Odnoblyudov M., Bougrov V., Suihkonen S., Sopanen M., Lipsanen H. «Morphology optimization of MOCVD grown GaN nucleation layers by the multistep technique» Journal of Crystal Growth, 2006, volume 292, issue 1, p. 26-32. [16a] Suihkonen S., Lang Т., Svensk O., Sormunen J., Torma P.T., Sopanen M., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Control of the morphology of InGaN/GaN quantum wells grown by metalorganic chemical vapor deposition» Journal of Crystal Growth, 2007, volume 300, issue 2, p. 324-329.

17a] Ситникова A.A., Конников С.Г., Кириленко Д.А., Мынбаева М.Г., Одноблюдов М.А., Бугров В.Е., Ланг Т. «Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии структуры эпитаксиальных пленок нитрида галлия, выращенных на подложках с различной морфологией границы раздела» Поверхность, 2007, том 43, выпуск 5, с. 51-55.

18а] Lang Т., Odnoblyudov М.А., Bougrov V.E., Suihkonen S., Svensk О., Torma P.T, Sopanen M, Lipsanen H. «Reduction of threading dislocation density in Alo.12Gao.8sN epilayers by a multistep technique» Journal of Crystal Growth, 2007, volume 298, p. 276-280. [19a] Suihkonen S., Svensk O., Lang Т., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «The effect of InGaN/GaN MQW hydrogen treatment and threading dislocation optimization on GaN LED efficiency» Journal of Crystal Growth, 2007, volume 298, p. 740-743. [20a] Svensk O., Suihkonen S., Lang Т., Lipsanen H., Sopanen M., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Effect of growth conditions on electrical properties of Mg-doped p-GaN» Journal of Crystal Growth, 2007, volume 298, p. 811-814.

21a] Lankinen A., Lang Т., Suihkonen S., Svensk O., Saynatjoki A., Tuomi Т.О., McNally P.J., Odnoblyudov M., Bougrov V., Danilewsky A.N., Bergman P., Simon R. «Dislocations at the interface between sapphire and GaN» Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2008, volume 19, issue 2, p. 143-148.

22a] Svensk O., Torma P.T., Suihkonen S., Ali M., Lipsanen H., Sopanen M., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Enhanced electroluminescence in 405 nm InGaN/GaN LEDs by optimized electron blocking layer» Journal of Crystal Growth, 2008, volume 310, issue 23, p. 5154-5157. [23a] Torma P.T., Svensk O., Ali M., Suihkonen S., Sopanen M., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Effect of InGaN underneath layer on MOVPE-grown InGaN/GaN blue LEDs» Journal of Crystal Growth, 2008, volume 310, issue 23, p. 5162-5165.

24a] Suihkonen S., Svensk O., Torma P.T., Ali M., Sopanen M., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «MOVPE growth and characterization of InAlGaN films and InGaN/InAlGaN MQW structures» Journal of Crystal Growth, 2008, volume 310, issue 7-9, p. 1777-1780.

25a] Torma P.T., Ali M., Svensk O., Sintonen S., Kostamo P., Sopanen M., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «An investigation of structural properties of GaN films grown on patterned sapphire substrates by MOVPE» Physica B: Condensed Matter, 2009, volume 404, issue 23-24, p. 4911^1915.

26a] Torma P.T., Svensk O., Ali M., Suihkonen S., Sopanen M., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Maskless roughening of sapphire substrates for enhanced light extraction of nitride based blue LEDs» Solid-State Electronics, 2009, volume 53, issue 2, p. 166-169. [27a] Bougrov V.E., Kovsh A.R., Odnoblyudov M.A., Romanov A.E. «High quality GaN substrates for modern LED technology» LED Professional Review, 2010, issue 18, p. 42-49. [28a] Torma P.T., Ali M., Svensk O., Suihkonen S., Sopanen M., Lipsanen H., Mulot M., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «InGaN-based 405 nm near-ultraviolet light emitting diodes on pillar patterned sapphire substrates» CrystEngComm, 2010, volume 12, issue 10, p. 31523156.

29a] Ali M., Romanov A.E., Suihkonen S., Svensk O., Torma P.T., Sopanen M., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Void shape control in GaN re-grown on hexagonally patterned mask-less GaN» Journal of Crystal Growth, 2011, volume 315, issue 1, p. 188-191. [30a] Ivukin I.N., Bougrov V.E., Odnoblyudov M.A., Romanov A.E., «Reduction of mechanical stresses in GaN/sapphire templates via formation of regular porous structure» Physica Status Solidi (c), 2012, volume 9, issue 3-4, p.1057-1059.

31a] Suslov S.S., Bougrov V.E., Odnoblyudov M.A., Romanov A.E. «Modelling and optimization of electric currentspreading in Ill-nitride LEDs» Physica Status Solidi (c), 2012, volume 9, issue 3-4, p. 1105-1108.

32a] Ali М., Romanov А.Е., Suihkonen S., Svensk O., Sintonen S., Sopanen M., Lipsanen H., Nevedomsky V.N., Bert N.A., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Analysis of threading dislocations in void shape controlled GaN re-grown on hexagonally patterned mask-less GaN» Journal of Crystal Growth, 2012, volume 344, issue 1, p. 59-64.

33a] Суслов С.С., Виноградова К.А., Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Романов А.Е. «Параметрическое моделирование светоизлучающих структур на основе Ш-нитридов» Materials Physics and Mechanics, 2012, том 14, выпуск 1, с. 78-86.

34а] Ивукин И.Н., Артемьев Д.М., Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Романов А.Е. «Моделирование напряженно-деформированного состояния в тонких структурированных пленках нитрида галлия на сапфировых подложках» Физика Твердого Тела, 2012, том 54, выпуск 12, с. 2102-2105.

35а] АН М., Svensk О., Riuttanen L., Kruse М., Suihkonen S., Romanov A.E., Torma P.T., Sopanen M., Lipsanen H., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. «Enhancement of near-UV GaN LED light extraction efficiency by GaN/sapphire template patterning» Semiconductor Science and Technology, 2012, volume 27, issue8, 082002.

36a] Artemiev D., Bougrov V., Odnoblydov M., Romanov A. «Mechanical stress control in GaN films on sapphire substrate via patterned nanocolumn interlayer formation» Physica Status Solidi (c), 2013, volume 10, issue 1, p.89-92.

П.2. Список патентов РФ и заявок на патенты РФ по теме диссертации Полученные патенты

1. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. Полупроводниковая гетероструктура. Патент РФ RU2376680, дата приоритета 19.09.2005, дата выдачи патента 20.12.2009.

2. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. Полупроводниковая гетероструктура. Патент РФ RU2431218, дата приоритета 17.09.2004, дата выдачи патента 10.10.2011.

3. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Романов А.Е., Lang Т. Полупроводниковая подложка, полупроводниковое устройство и способ получения полупроводниковой подложки. Патент РФ RU2368030, дата приоритета 14.12.2004, дата выдачи патента 20.09.2009.

4. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. Полупроводниковая структура и способ изготовления полупроводниковой структуры. Патент РФ RU2391746, дата приоритета 01.07.2005, дата выдачи патента 10.06.2010.

5. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. Светоизлучающий диод. Патент РФ, дата приоритета 09.06.2008, дата выдачи патента 17.03.2012.

6. Горбачев А., Ковш А.Р., Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. LED driver arrangement. Патент РФ на полезную модель RU 117766U1, дата приоритета 18.11.2011, дата выдачи патента 27.06.2012.

Поданные заявки

1. Николаев В.И., Бугров В.Е., Одноблюдов М.А. Реакторная установка для эпитаксиального выращивания гидридов в паровой фазе. Заявка 2010128094, дата приоритета 11.12.2008.

2. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Mulot M. Светоизлучающий полупроводниковый прибор и метод его изготовления. Заявка 201114445, дата приоритета 03.06.2010.

3. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Романов А.Е. Метод уменьшения внутренних механических напряжений в полупроводниковой структуре и полупроводниковая структура с низкими механическими напряжениями. Заявка 2012112370, дата приоритета 09.09.2010.

4. Бугров В.Е., Одноблюдов М.А., Романов А.Е., Мынбаев К.Д., Ковш P.A., Моисеев J1.B., Ramchen J., Stedten M. Светоизлучающий модуль, светоизлучающая сборка и методы их изготовления. Заявка 2012101194, дата приоритета 10.01.2012.

П.З. Список научно-технических и научно-популярных статей по тематикам, связанным с выполнением работы

1. Бугров В.Е., Ковш А.Р., Одноблюдов М.А. «Освещение светодиодами в России и мировые тенденции рынка светодиодов» Светотехника, 2010, выпуск 4, с. 42-46.

2. Бугров В.Е., Ковш А.Р., Николаев В.И., Одноблюдов М.А., Романов А.Е. «Высококачественные подложки ваЫ для современной полупроводниковой индустрии» Полупроводниковая Светотехника, 2011, выпуск 5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

3.1. Основные полученные результаты

1. Теоретически показано, что контролируемое изменение ростовой моды в процессе эпитаксиального наращивания слоев нитрида галлия со структурой вюрцита на гетеро-подложку инициирует дислокационные реакции, позволяющие снизить плотность проникающих дислокаций на два порядка величины при толщинах слоев 1-4 микрометра.

2. С помощью компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния в эпитаксиальных слоях нитрида галлия, выращенных на сапфировых подложках, показано, что создание упорядоченной системы полостей в объёме слоёв приводит более чем к 20% падению механических напряжений. Величина и степень локализации напряжений определяется радиусом создаваемых полостей, расстоянием между ними и толщиной слоя.

3. С помощью моделирования напряженно-деформированного состояния в эпитаксиальных слоях нитрида галлия показано, что промежуточный слой в виде колонн приводит к релаксации напряжений в вышележащем слое ОаИ. Степень релаксации напряжений прямо пропорциональна относительному диаметру колонн И/Ц?, где IV — толщина слоя с полостями, и обратно пропорциональна толщине Н верхнего (над колоннами) слоя ОаЫ. По результатам компьютерного моделирования установлено, что оптимальной является конфигурация с параметрами О/УУ = 0.7, Н = 0.5 мкм, для которой достигнута степень релаксации механических напряжений 15%. Построена математическая модель взаимодействия прорастающих дислокаций с периодическим массивом полостей и показано, что использование двух последовательных слоёв с полостями позволяет уменьшить плотность дислокаций вплоть до 0.24-ро, где р0 -исходная плотность дислокаций.

4. Проведено трехмерное самосогласованное электро-тепло-световое моделирование светодиодной структуры на основе нитридных полупроводниковых гетероструктур и показано, что выбор оптимальной конфигурации омических контактов к п- и /»-областям светодиодной структуры и их относительного расположения на поверхности светодиодного чипа позволяет существенно увеличить КПД светоизлучающего устройства.

5. Расчётными методами показано, что ток через проводящие каналы в активной области светодиодной структуры с квантовыми ямами во время электростатического разряда (ЭСР) может быть значительно снижен введением промежуточных слоёвспейсеров с высоким удельным сопротивлением, прилегающих к активной области структуры. Установлено, что /»-эмиттер толщиной 0.5 мкм и более может действовать как /»-спейсер, однако, как показали эксперименты, для препятствия диффузии магния из р-эмиттера в активную область структуры желательным является введение с /»-стороны гетероструктуры нелегированного спейсера. В «-области введение номинально нелегированного спейсера является необходимым.

6. Расчётными методами показано, что эффект резонансного асимметричного туннелирования заряда позволяет усилить захват электронов в активную квантовую яму и, таким образом, увеличить общую эффективность светодиодных структур. Сформулированы условия реализации эффекта резонансного асимметричного туннелирования заряда в светодиодных структурах с обычными прямоугольными потенциальными ямами и потенциальными ямами со встроенными электрическими полями. Выращены и протестированы светодиодные структуры с эффектом резонансного асимметричного туннелирования заряда на основе потенциальных ям Оа1М/1пхОа1хН/СаМ, результаты подтвердили положительный эффект от резонансного асимметричного туннелирования заряда.

7. Методами компьютерного моделирования показано, что повышение эффективности вывода света из модулей «чип-на-плате» (англ., «сЫр-оп-Ъоагй», «СОВ») может быть достигнуто созданием оптического элемента из силиконового эластомера, снижающего количество лучей, претерпевающих полное внутреннее отражение на границе «воздух-эластомер». Установлено, что для рассмотренной конструкции СОВ с 9 чипами на подложке наиболее эффективной является форма покрытия, где над каждым чипом находится выпуклая линза с близкой к сферической формой с минимально возможным радиусом кривизны (с максимально возможной высотой).

8. Методами компьютерного моделирования показано, что в существующих конструкциях систем теплоотвода светодиодных ламп замещения теплопроводность алюминия является избыточной, и используется неэффективно. Продемонстрировано, что существенного снижения температуры чипов (до 30°С) можно достичь при использовании комбинированного металлопластикового распределителя тепла. Показано, что утолщение оснований ребер системы теплоотвода для варианта с пластиковым радиатором производит эффект, сходный с эффектом от использования материала с более высокой теплопроводностью.

9. Реализован новый многостадийный процесс выращивания нитридов металлов III группы методом ГФЭ МОС на сапфировой подложке с ориентацией (0001). Экспериментально подтверждено, что преднамеренное поддержание трехмерной ростовой моды, направленное на снижение плотности центров зарождения на начальном этапе формирования эпитаксиальных слоев нитридов металлов III группы, наращиваемых на инородную подложку, приводит к снижению плотности проникающих дислокаций за счет снижения плотности границ коалесценции. Повышение эффективности дислокационных реакций при многостадийном процессе роста обусловлено переходом к двухмерной моде роста.

10. Экспериментально установлено, что использование буферного слоя нитрида галлия, выращенного методом многостадийной ГФЭ МОС на сапфировой пластине с ориентацией (0001), для последующего роста светодиодных структур на основе множественных квантовых ям InxGaixN/GaN, приводит к увеличению эффективности (уменьшению уровня насыщения света) синих светодиодов, работающих при высоких плотностях тока. Показано, что увеличение эффективности полученных светодиодных структур обусловлено снижением плотности содержащихся в них проникающих дислокаций.

11. Разработан метод ГФЭ МОС выращивания эпитаксиальных слоев нитрида галлия на структурированных подложках GaN/сапфир, позволяющий формировать низкодефектные слои, содержащие внутренние полости с контролируемой геометрией. Показано, что данный метод может быть использован в рамках ростовых технологий создания нитридных светодиодных структур для увеличения их внутренней квантовой эффективности.

12. Экспериментально установлено, что применением безмасочного метода огрубления нерабочей поверхности сапфировых подложек обработкой в нагретой серной кислоте может быть достигнуто 20-25% увеличение выходной мощности светодиодных структур с длиной волны излучения 460 нм. Показано, что увеличение светоотдачи достигается за счет формирования специфического микро-рельефа на поверхности подложечной пластины, способствующего рассеянию выходящего света, при этом размер элементов, рассеивающих свет, может контролироваться временем обработки.

13. Экспериментально показано, что эффективность постростовой активации магния как акцепторной примеси в нитриде галлия выше, если эпитаксиальные слои GaN выращиваются в атмосфере водорода. Показано, что для таких слоев активационные отжиги можно проводить в широком диапазоне температур, не накладывая строгих ограничений на выбор атмосферы отжига.

14. Экспериментально показано, что индий в составе буферного слоя (подслоя) эпитаксиальной структуры GaN/InxGaixN способствует увеличению интенсивности ее электролюминесценции. Определен оптимальный состав в подслое (InxGaixN) х~1.5%, при котором обеспечивается и равномерность распределения индия в наборе квантовых ям (КЯ), и снижение плотности проникающих дислокаций в активной области светодиодных структур на основе Оа1М/1пхСа|хМ. Оба эти фактора позитивно сказываются на увеличении выходной мощности светоизлучающих структур.

15. Экспериментально установлено, что оптимизация свойств блокирующих электроны слоев А^ва^у!^, таких, как уровень их легирования и толщина, а также введение нелегированных слоев ваИ, разделяющих слой, блокирующий электроны, и активную область светодиодных структур, позволяют достичь существенного повышения квантовой эффективности полупроводниковых нитридных структур.

16. На основе экспериментальных данных показано, что в светодиодных структурах 1пхОа1-хК/1пуА12Оа1-у.2Ы с множественными квантовыми ямами (МКЯ) резкость границ раздела и однородность состава МКЯ определяется молярным содержанием 1п в барьерных слоях 1пуА12Са1у.2К. Установлено, что увеличение содержания 1п в барьерном слое свыше 0.01 приводит к появлению неоднородного распределения в нем А1, и, как следствие, к снижению квантовой эффективности светодиодных гетероструктур.

17. По результатам тестирования светодиодных чипов, работающих в области ближнего ультрафиолета, и созданных на основе структур 1пхОа1х1Ч/ОаН с рассеивающими свет внутренними полостями, намеренно введёнными на границе раздела ваИ-сапфир, показано, что степень достигаемого увеличения значений мощности излучения чипов определяется размерами вводимых полостей и углом наклона их стенок.

18. На основе проведённых расчётов и разработанных в рамках диссертационной работы эпитаксиальных технологий и конструкций созданы светодиодные чипы, светодиоды и светодиодные сборки, не уступающие по своим характеристикам лучшим мировым аналогам, а в части светодиодных сборок — превосходящие их.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Бугров, Владислав Евгеньевич, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Дмитриев В.А., Иванов П.А., Морозенко Я.В., Попов И.В., Челноков В.Е. «Карбидокремниевые еветодиоды с излучением в синефиолетовой области спектра» Письма в Журнал Технической Физики ,1985, том 11, выпуск 4, с. 246-252.

[2] Водаков Ю.А., Карклина М.И., Мохов Е.Н., Роенков А.Д. «Рост эпитаксиальных слоев GaN на подложках сапфира и SiC» Неорганические Материалы, 1980, том 16, выпуск 3, с. 537-538.

[3] Akasaki I., Amano Н., Koide Y., Hiramatsu К., Sawaki N. «Effects of a buffer layer on crystallographic structure and on electrical and optical properties of GaN and Gai.xAlxN (0<xi|0.4) films grown on sapphire substrate by MOVPE» Journal of Crystal Growth, 1989, volume 98, issue 1-2, p.209-219.

[4] Amano H., Kito M., Hiramatsu K., Akasaki I. «Р-type conduction in Mg-doped GaN treated with low-energy electron beam irradiation (LEEBI)» Japanese Journal of Applied Physics, 1989, volume 28, part 2, issue 12, p. L2112-L2114.

[5] Pearton S.J., Zolper J.C., Shul R.J., Ren F. «GaN: Processing, defects, and devices» Journal of Applied Physics, 1999, volume 86, issue 1, p. 1-78.

[6] Алферов Ж.И., Копьев П.С., Сурис Р.А., Асеев А.Л., Гапонов С.В., Панов В.И., Полторацкий Э.В., Сибельдин Н.Н. «Наноматериалы и нанотехнологии. Общие вопросы развития нанотехнологий и микросистемной техники в России» под редакцией Мальцева П.П. в «Нано- и микросистемная техника. От исследований к разработкам», 2005, Москва: Техносфера, 592 с.

[7] Устинов В.М., Цацульников А.Ф., Лундин В.В., Сахаров А.В., Николаев А.Е., Заварин Е.Е., Закгейм А.Л., Черняков А.Е., Мизеров М.Н., Черкашин Н.А., Hytch М. «Монолитные белые еветодиоды: подходы, технология, дизайн» Поверхность, 2010, том 6, с. 43^4-6.

[8] Lundin W.V., Sakharov A.V., Tsatsulnikov A.F., Ustinov V.M. «MOVPE of device-oriented wide-band-gap III-N heterostructures» Semiconductor Science and Technology, 2011, volume 26, issue 1, 014039.

[9] Nakamura S., Fasol G. «The blue laser diode. GaN based light emitters and lasers», 1997, Berlin: Springer, 343 p.

[10] Speck J.S., Rosner S.J. «The role of threading dislocations in the physical properties of GaN and its alloys» Physica B: Condensed Matter, 1999, volume 273-274, issue 1-3, p. 24-32.

[11] Karpov S.Yu., Talalaev R.A., Evstratov I.Yu., Makarov Yu.N. «Indium segregation kinetics in MOVPE of InGaN-based heterostructures» Physica Status Solidi (a), 2002, volume 192, issue 2, p. 417-423.

[12] Hardy M.T., Feezella D.F., DenBaars S.P., Nakamura S. «Group Ill-nitride lasers: a materials perspective» Materials Today, 2011, volume 14, issue 9, p. 408-415.

[13] Farrell R.M., Young E.C., Wu F., DenBaars S.P., Speck J.S. «Materials and growth issues for high-performance nonpolar and semipolar light-emitting devices» Semiconductor Science and Technology, 2012, issue 2, volume 27, 024001.

[14] «Extracting more light from LEDs» Lighting Research Center Project Sheet, 2007, Rensselaer: Rensselaer Polytechnic Institute, 1 p.

[15] Romanov A.E., Pompe W., Beltz G.E., Speck J.S. «An approach to threading dislocation «reaction kinetics» Applied Physics Letters, 1996, volume 69, issue 22, p. 3342-3344.

[16] Mathis S.K., Romanov A.E., Chen L.F., Beltz G.E., Pompe W., Speck J.S. «Modeling of threading dislocation reduction in growing GaN Layers» Journal of Crystal Growth, 2001, volume 231, issue 2, p. 371-390.

[17] Versteeg H.K., Malalasekera W. «An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method», 2007, Harlow; Pearson Prentice Hall, 520 p.

[18] http://www.wolfram.com/mathematica/.

[19] http://www.radiantzemax.com/en/zemax/.

[20] http://www.comsol.com/.

[21] http://www.ansys.com/.

[22] Nakamura S., Mukai T., Senoh M. «Candelaclass highbrightness InGaN/AlGaN doubleheterostructure bluelightemitting diodes» Applied Physics Letters, 1994, volume 64, issue 13, p. 1687-1689.

[23] Nakamura S., Senoh M., Iwasa N., Nagahama S. «High-brightness InGaN blue, green and yellow light-emitting diodes with quantum well structures» Japanese Journal of Applied Physics, 1995, volume 34, part 2, issue 7A, p. L797-L799.

[24] Nakamura S., Senoh M., Nagahama S., Iwasa N., Yamada T., Matsushita T., Kiyoku H., Sugimoto Y. «InGaN-based multi-quantum-well-structure laser diodes» Japanese Journal of Applied Physics, 1996, volume 35, part 2, issue IB, p. L74-L76.

[25] Kirchner V., Heinke H., Hommel D., Domagala J.Z., Leszczynski M. «Thermal expansion of bulk and homoepitaxial GaN» Applied Physics Letters, 2000, volume 77, issue 10, p. 14341436.

[26] Harafuji K., Hasegawa Y., Ishibashi A., Tsujimura A., Kidoguchi I., Ban Y., Ohnaka K. «Complex flow and gas-phase reactions in a horizontal reactor for GaN metalorganic vapor phase epitaxy» Japanese Journal of Applied Physics, 1997, volume 39, part 1, issue 11, p. 61806190.

[27] Maruska H., Tietjen J. «The preparation and properties of vapor-deposited single-crystalline GaN» Applied Physics Letters, 1969, volume 15, issue 10, p. 327-329.

[28] Koleske D.D., Coltrin M.E., Allerman A.A., Cross K.C., Mitchell C.C., Figiel J.J. «In situ measurements of GaN nucleation layer decomposition» Applied Physics Letters, 2003, volume 82, issue 8, p. 1170-1172.

[29] Lada M., Cullis A.G., Parbrook P.J. «Effect of anneal temperature on GaN nucleation layer transformation» Journal of Crystal Growth, 2003, volume 258, issue 1-2, p. 89-99.

[30] Wu X.H., Fini P., Tarsa E.J., Heying B., Keller S., Mishra U.K., DenBaars S.P., Speck J.S. «Dislocation generation in GaN heteroepitaxy» Journal of Crystal Growth, 1998, volume 189190, p. 231-243.

[31] Wu X., Brown L., Kapolnek D., Keller S., Keller B., DenBaars S., Speck J. «Defect structure of metal-organic chemical vapor deposition-grown (0001) GaN/Al203» Journal of Applied Physics, 1996, volume 80, issue 6, p. 3228-3237.

[32] Chierchia R., Bottcher T., Heinke H., Einfeldt S., Figge S., Hommel D. «Microstructure of heteroepitaxial GaN revealed by X-ray diffraction» Journal of Applied Physics, 2003, volume 93, issue 11, p. 8918-8925.

[33] Degave F., Ruterana P., Nouet G., Je J.H., Kim C.C. «Analysis of the nucleation of GaN layers on (0001) sapphire» Materials Science and Engineering: B, 2002, volume 93, issue 1-3, p. 177-180.

[34] Fini P., Wu X., Tarsa E., Golan Y., Srikant V., Keller S., DenBaars S., Speck J. «The effect of growth environment on the morphological and extended defect evolution in GaN grown by metalorganic chemical vapor deposition» Journal of Applied Physics, 1998, volume 37, part 1, issue 8, p. 4460-4466.

[35] Rosner S.J., Carr E.C., Ludowise M.J., Girolami G., Erikson H.I. «Correlation of cathodoluminescence inhomogeneity with microstructural defects in epitaxial GaN grown by metalorganic chemical-vapor deposition» Applied Physics Letters, 1997, volume 70, issue 14, p. 420-422.

[36] Nakamura S., Senoh M., Nagahama S., Iwasa N., Yamada T., Matsushita T., Sugimoto Y., Kiyoku H. «High-power, long-lifetime InGaN multi-quantum-well-structure laser diodes» Japanese Journal of Applied Physics, 1997, volume 36, part 2, issue 8B, p. L1059-L1061.

[37] Nam O., Bremser M.D., Zheleva T.S., Davis R.F. «Lateral epitaxy of low defect density GaN layers via organometallic vapor phase epitaxy» Applied Physics Letters, 1997, volume 71, issue 18, p. 2638-2640.

[38] Gibart P. «Metal organic vapour phase epitaxy of GaN and lateral overgrowth» Reports on Progress in Physics, 2004, volume 67, issue 5, p. 667-716.

[39] Haffouz S., Lahreche H., Vennegues P., de Mierry P., Beaumont B., Omnes F., Gibart P. «The effect of the Si/N treatment of a nitridated sapphire surface on the growth mode of GaN in low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy» Applied Physics Letters, 1998, volume 73, issue 9, p. 1278-1280.

[40] Datta R., Kappers M.J., Vickers M.E., Barnard J.S., Humphreys C.J. «Growth and characterisation of GaN with reduced dislocation density» Superlattices and Microstructures, 2004, volume 36, issue 4-6, p. 393-401.

[41] Vennegues P., Beaumont B., Bousquet V., Vaille M., Gibart P. «Reduction mechanisms for defect densities in GaN using one- or two-step epitaxial lateral overgrowth methods» Journal of Applied Physics, 2000, volume 87, issue 9, p. 4175-4181.

[42] «Gallium Nitride electronics» edited by Quay R. in Springer Series in Materials Science, 2008, volume 96 edited by Hull R., Osgood R.M., Parisi J. (Jr.), Warlimont H., Berlin: Springer, 471 p.

[43] «Technology of Gallium Nitride crystal growth» edited by Ehrentraut D., Meissner E., Bockowski M. in Springer Series in Materials Science, 2010, volume 133 edited by Hull R., Osgood R.M., Parisi J. (Jr.), Warlimont H., Berlin: Springer,334 p.

[44] «Ill-Nitride semiconductors: electrical, structural and defect properties» edited by Manasreh M.O., 2000, Amsterdam: Elsevier, 464 p.

[45] «GaN-based materials and devices: growth, characterization, fabrication and performance» edited by Shur M.S., Davis R.F. in Selected Topics in Electronics and Systems, 2004, volume 33 edited by Shur M.S., Singapore: World Scientific, 300 p.

[46] «GaN and ZnO-based materials and devices» edited by Pearton S. in Springer Series in Materials Science, 2012, volume 156 edited by Hull R., Jagadish S., Osgood R.M., Parisi J. (Jr.), Wang Z., Berlin: Springer, 485 p.

[47] Morkog H. «Handbook of Nitride Semiconductors and Devices», 2008, volume 1, Verlag: Wiley-VCH, 1311 p.

[48] «Gallium Nitride (GaN) II» edited by Pankove J.I., Moustakas T.D. in Semiconductors and Semimetals, 1999, volume 57 edited by Willardson R.K, Weber E.R., Toronto: Academic Press, 492 p.

[49] Davis R.F. «III-V nitrides for electronic and optoelectronic applications» Proceedings of the IEEE, 1991, volume 79, issue 5, p. 702-712.

[50] Strite S., Morkog H.«GaN, A1N, and InN: a review» Journal of Vacuum Science & Technology B, 1992, volume 10, issue 4, p. 1237-1266.

[51] Christensen N.E., Gorczyca I. «Optical and structural properties of III-V nitrides under pressure» Physical Review B, 1994, volume 50, issue 7, p. 4397^1415.

[52] «Properties of Group III Nitrides» edited by Edgar J.H. in EMIS data reviews series, 1994, volume 11, London: Institution of Electrical Engineers, 302 p.

[53] «Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник» под редакцией Новоселовой А. В., Лазарева В.Б., 1979, Москва: Наука, 339 с.

[54] Стрельченко С.С., Лебедев В.В. «Соединения А3В5. Справочник», 1984, Москва: Металлургия, 144с.

[55] «Landolt-Bornstein: numerical data and functional relationships in science and technology» edited by Madelung O., 1982, volume 17a, New York: Springer, 427 p.

[56] «Semiconductors: group IV elements and III-V compounds»edited by Madelung O. in Data in science and technology, 1991, volume 1, Berlin: Springer, 164 p.

[57] Neugebauer J., Van de Walle C.G. «Atomic geometry and electronic structure of native defects in GaN» Physical Review B, 1994, volume 50, issue 11, p. 8067-8070.

[58] Lambrecht W.R.L., Segall В., Strite S., Martin G., Agarwal A., Morkog H., Rockett А. «X-ray photoelectron spectroscopy and theory of the valence band and semicore Ga 3d states in GaN» Physical Review B, 1994, volume 50, issue 1, p. 14155—14158.

[59] Strite S. «GaN core relaxation effects and their ramifications for p-type doping» Japanese Journal of Applied Physics, 1994, volume 33, part 2, issue 5B, p. L699-L701.

[60] Kneissl M., Kolbe Т., Chua C., Kueller V., Lobo N., Stellmach J., Knauer A., Rodriguez H., Einfeldt S., Yang Z., Johnson N.M., Weyers M. «Advances in group Ill-nitride-based deep UV light-emitting diode technology» Semiconductor Science and Technology, 2011, volume 26, issue 1, 014036.

[61] Gil В., Briot O., Aulombardt R.L. «Valence-band physics and the optical properties of GaN epilayers grown onto sapphire with wurtzite symmetry» Physical Review B, 1995, volume 52, issue 24, p. R17028-R17031.

[62] Shan W., Shmidt Т., Yang X.H., Song J.J., Goldenberg B. «Optical properties of wurtzite GaN grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition» Journal of Applied Physics, 1996, volume 79, issue 7. p. 3691-3693.

[63] Reynolds D.C, Look D.C, Kim W., Aktas 6., Botchkarev A., Salvador A., Могко^ H., Talwar D.N. «Ground and excited state exciton spectra from GaN grown by molecular-beam epitaxy» Journal of Applied Physics, 1996, volume 80, issue l,p. 594-596.

[64] Okada K., Yamada Y., Taguchi Т., Sasaki F., Kobayashi S., Tani Т., Nakamura S., Shinomiya G. «Biexciton luminescence from GaN epitaxial layers» Japanese Journal of Applied Physics, 1996, volume 35, part 2, issue 6B, p. L787-L789.

[65] Reshchikov M.A., Morko? H. «Luminescence properties of defects in GaN» Journal of Applied Physics, 2005, volume 97, issue 6, 061301.

[66] Lawaetz P. «Stability of the wurtzite structure» Physical Review B, 1972, volume 5, issue 10, p. 4039-4042.

[67] Мармалюк A.A., Акчурин P.X., Горбылев B.A. «Расчетная оценка постоянных упругости нитридов алюминия, галлия и индия» Неорганические материалы, том 34, выпуск 7, с. 833-837.

[68] Morimoto Y. «Few characteristics of epitaxial GaN-etching and thermal decomposition» Journal of The Electrochemical Society, 1974, volume 121, issue 10,p. 1383-1385.

[69] Мармалюк А.А., Акчурин P.X., Горбылев B.A. «Расчетная оценка термодинамических функций нитридов алюминия, галлия и индия со структурой сфалерита» Известия ВУЗов. Электроника, 1998, выпуск 1, с. 102-103.

[70] Klapper Н. «Generation and propagation of dislocations during crystal growth» Materials Chemistry and Physics, 2000, volume 66, issue 2-3, p. 101-109.

[71] Speck J.S., Brewer M.A., Beltz G.E., Romanov A.E., Pompe W. «Scaling laws for the reduction of threading dislocation densities in homogeneous buffer layers» Journal of Applied Physics, 1996, volume 80, issue 7, p. 3808-3816

[72] Romanov A.E., Fini P., Speck J.S. «Modeling the extended defect evolution in lateral epitaxial overgrowth of GaN: subgrain stability» Journal of Applied Physics, 2003, volume 93, issue 1, p. 106-114.

[73] Romanov A.E., Pompe W., Mathis S., Beltz G.E., Speck J.S. «Threading dislocation reduction in strained layers »Journal of Applied Physics, 1999, volume 85, issue 1, p. 182-192.

[74] Tang T.Y., Shiao W.Y., Lin C.H., Shen K.C., Huang J.J., Ting S.Y., Liu T.C., Yang C.C., Yao C.L., Yeh J.H., Hsu T.C., Chen W.C., Hsu H.C., Chen L.C. «Coalescence overgrowth of GaN nanocolumns on sapphire with patterned metal organic vapor phase epitaxy» Journal of Applied Physics, 2009, volume 105, issue 2, 023501.

[75] Chen Y.S., Shiao W.Y., Tang T.Y., Chang W.M., Liao C.H., Lin C.H., Shen K.C., Yang C.C., Hsu M.C., Yeh J.H., Hsu T.C. «Threading dislocation evolution in patterned GaN nanocolumn growth and coalescence overgrowth» Journal of Applied Physics, 2009, volume 106, issue 2, 023251.

[76] Colby R., Liang Z., Wildeson I.H., Ewolt D.A., Sands T.D., Garcia R.E., Stach E.A. «Dislocation filtering in GaN nanostructures» Nano Letters, 2010, volume 10, issue 5, p. 15681573.

[77] Chiu C.H., Yen H.H., Chao C.L., Li Z.Y., Yu P., Kuo H.C., Lu T.C., Wang S.C., Lau K.M., Cheng S.J. «Nanoscale epitaxial lateral overgrowth of GaN-based light-emitting diodes on a Si02 nanorod-array patterned sapphire template» Applied Physics Letters, 2008, volume 93, issue 8, 081108.

[78] Criado G.M., Kuball M., Benyoucef M., Sarua A., Frayssinet E., Beaumont В., Gibart P., Miskys C.R., Stutzmann M. «Free-standing GaN grown on epitaxial lateral overgrown GaN substrates» Journal of Crystal Growth, 2003, volume 255, issue 3^, p. 277-281.

[79] Hersee S.D., Sun X.Y., Wang X., Fairchild M.N., Liang J., Xu J. «Nanoheteroepitaxial growth of GaN on Si nanopillar arrays» Journal of Applied Physics, 2005, volume 97, issue 12, 124308.

[80] Dai J.J., Lin C.F., Wang G.M., Lin M.S. «Enhanced the light extraction efficiency of an InGaN light emitting diodes with an embedded rhombus-like air-void structure» Applied Physics Express, 2010, volume 3, issue 071002.

[81] Bethoux J.-M., Vennegues P., Natali F., Feltin E., Tottereau O., Nataf G., De Mierry P., Semond F. «Growth of high quality crack-free AlGaN films on GaN templates using plastic relaxation through buried cracks» Journal of Applied Physics, 2003, volume 94, issue 10, p. 6499-6507.

[82] Gehrke T. «Review of structured thin films in wide bandgap semiconductors: pendeo-epitaxy of GaN and AlGaN» Journal ofNanophotonics, 2008, volume 2, issue 1, 021990.

[83] Wuu D.-S., Wu H.-W., Chen S.-T., Tsai T.-Y., Zheng X., Horng R.-H. «Defect reduction of laterally regrown GaN on GaN/patterned sapphire substrates» Journal of Crystal Growth, 2009, volume 311, issue 10, p. 3063-3066.

[84] Wright F. «Elastic properties of zinc-blende and wurtzite A1N, GaN, and InN» Journal of Applied Physics, 1997, volume 82, issue 6, p. 2833-2868.

[85] Romanov A.E., Baker T.J., Nakamura S., Speck J.S. «Strain-induced polarization in wurtzite Ill-nitride semipolar layers» Journal of Applied Physics, 2006, volume 100, issue 2, 023522.

[86] Polian A., Grimsditch M., Grzegory I. «Elastic constants of gallium nitride» Journal of Applied Physics, 1996, volume 79, issue 2,p. 3343-3344.

[87] Schubert E.F., Kim J.K. «Solid-State light sources getting smart» Science, 2005, volume 308, issue 5726, p. 1274-1278.

[88] Шуберт Ф. «Светодиоды» перевод с английского под редакцией Юновича А.Э., 2008, Москва: Физматлит, 2-е издание, 496 с.

[89] Haitz R., Tsao J.Y. «Solid-state lighting: «The case» 10 years after and future prospects» Physica Status Solidi(a), 2011,volume 208, issue 1, p. 17-29.

[90] Zhmakin A.I. «Enhancement of light extraction from light emitting diodes» Physics Reports, 2011, volume 498, issue 4-6, p. 189-241.

[91] Ebong A., Arthur S., Downey E., Cao X.A., LeBoeuf S., Merfeld D.W. «Device and circuit modeling of GaN/InGaN light emitting diodes (LEDs) for optimum current spreading» Sol id-State Electronics, 2003, volume 47, issue 10, p. 1817-1823.

[92] Hwang S., Shim J.A «Method for current spreading analysis and electrode pattern design in light-emitting diodes» IEEE Transactions on Electron Devices, 2008, volume 55, issue 5, p. 1123-1128.

[93] Sheu G.J., Hwu F.S., Chen J.C., Sheu J.K., Lai W.C. «Effect of the electrode pattern on current spreading and driving voltage in a GaN/sapphire LED chip» Journal of The Electrochemical Society, 2008, volume 155, issue 10, p. H836-H840.

[94] Chen J.C., Sheu G.J., Hwu F.S., Chen H.I., Sheu J.K., Lee T.X., Sun C.C. «Electrical-optical analysis of a GN/sapphire LED chip by considering the resistivity of the current-spreading layer» Optical Review, 2009, volume 16, issue 2, p. 213-215.

[95] Hwu F.S., Chen J.C., Tu S.H., Sheu G.J., Chen H.I., Sheu J.K. «А numerical study of thermal and electrical effects in a vertical LED chip» Journal of The Electrochemical Society, 2010, volume 157, issue 1, p. H31-H37.

[96] Huang S., Wu H., Fan В., Zhang В., Wang G. «А chip-level electrothermal-coupled design model for high-power light-emitting diodes» Journal of Applied Physics, 2010, volume 107, issue 5, 054509.

[97] Bogdanov M.V., Bulashevich K.A., Khokhlev O.V., Evstratov I.Y., Ramm M.S., Karpov S.Y. «Current crowding effect on light extraction efficiency of thin-film LEDs» Physica Status Solidi (c), 2010, volume 7, issue 7-8, p. 2124-2126.

[98] Wang P., Wei W., Cao В., Gan Z., Liu S. «Simulation of current spreading for GaN-based light-emitting diodes» Optics & Laser Technology, 2010, volume 42, issue 5, p. 737-740.

[99] Карпов С.Ю., Булашевич K.A., Хохлев О.В., Богданов М.В., Рамм М.С., Евстратов И.Ю. «Моделирование мощных светодиодных чипов: сравнительный анализ перспективных конструкций» Тезисы докладов 7-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и ачюминия - структуры и приборы», 2010, с. 47-48.

[100] Булашевич К.А., Закгейм А.Л., Карпов С.Ю., Черняков А.Е. «Теоретический анализ и экспериментальное исследование электрооптических и тепловых характеристик мощных InGaN/GaN излучающих кристаллов флип-чип конструкции» Тезисы докладов 8-й Всероссийской конференции «Нитриды гачлия, индия и ачюминия — структуры и приборы», 2011, с. 53-54.

[101] Ребане Ю.Т., Горбунов Р.И., Бочкарева Н.И., Зубрилов А.С., Вороненков В.В., Леликов Ю.С., Латышев Ф.Е., Цюк А.И., Шретер Ю.Г. «Диффузионная модель экстракции света из светодиодных чипов» Тезисы докладов 7-й Всероссийской

конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы», 2010, с. 1920.

[102] Bulashevich К.А., Mymrin V.F., Karpov S.Yu., Zhmakin I.A., Zhmakin A.I. «Simulation of visible and ultra-violet group-Ill nitride light emitting diodes» Journal of Computational Physics, 2006, volume 213, issue 1, p. 214-238.

[103] Сергеев B.A., Ходаков A.M. «Расчет и анализ распределений плотности тока и температуры по площади структуры InGaN/GaN мощных светодиодов» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 2, с. 230-234.

[104] Ефремов А.А., Бочкарева Н.И., Горбунов Р.И., Лавринович Д.А., Ребане Ю.Т., Тархин Д.В., Шретер Ю.Г. «Влияние джоулева разогрева на квантовую эффективность и выбор теплового режима мощных голубых InGaN/GaN светодиодов» Физика и Техника Полупроводников, 2006, том 40, выпуск 5, с. 621-627.

[105] Meneghini М., Tazzoli A., Mura G., Meneghesso G., Zanoni Е. «А review on the physical mechanisms that limit the reliability of GaN-based LEDs» IEEE Transactions on Electron Devices, 2010, volume 57, issue 1, p. 108-118.

[106] Stacker D.A., Schubert E.F., Boutros K.S., Redwing J.M. «Fabrication of smooth GaN-based laser facets» MRS Proceedings, 1999, volume 537, p. G7.5.

[107] Mukai Т., Takekawa K., Nakamura S. «Blue light-emitting diodes grown on epitaxially laterally overgrown GaN substrates» Japanese Journal of Applied Physics, 1998, volume 37, part 2, issue 7B, p. L839-L841.

[108] Chiang Т.Н., Chiou Y.Z., Chang S.J., Wang C.K., Ко Т.К., Lin Т.К., Chiu C.J., Chang S.P. «Improved optical and ESD characteristics for GaN-based LEDs with an n"-GaN layer» IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, 2011, volume 11, issue 1, p. 76-80.

[109] Sze S.M. «Physics of semiconductor devices», 1981, New York: John Wiley & Sons, 2nd edition, 868 p.

[110] Levetas S.A., Godfrey M.J. «Calculation of capture of carriers by quantum wells» Physical Review B, 1999, volume 59, issue 15, p. 10202-10207.

[111] Blom P.W., Smith C., Haverkort J.E.M., Wolter J.H. «Carrier capture into a semiconductor quantum well» Physical Review B, 1993, volume 47, issue 4, p. 2072-2081.

[112] Domen K., Soehma R., Kuramata A., Horino K., Kubota S., Tanahashi T. in proceedings of 2nd International Symposium «Blue Laser and Light Emitting Diodes», 1998, p. 405^-11 edited by Onabe K., Hiramatsu K., Itaya K., Nakano Y., Tokyo: Ohmsha, 760 p.

[113] Сизов B.C., Неплох B.B., Цацульников А.Ф., Сахаров A.B., Лундин В.В., Заварин Е.Е., Николаев А.Е., Минтаиров A.M., Merz J.L. «Исследование туннельного транспорта

носителей в структурах с активной областью InGaN/GaN» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 12, с. 1615-1623.

[114] Бочкарева Н.И., ZhirnovE.A., Ефремов А.А., Ребане Ю.Т., Горбунов Р.И., Шретер Ю.Г. «Туннельно-рекомбинационные токи и эффективность электролюминесценции InGaN/GaN светодиодов» Физика и Техника Полупроводников, 2005, том 39, выпуск 5, с. 627-632.

[115] Кудряшов В.Е., Золин К.Г., Туркин А.Н., Юнович А.Э., Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И. «Туннельные эффекты в светодиодах на основе гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с квантовыми ямами» Физика и Техника Полупроводников, 1999, том 34. выпуск 11, с. 13041309.

[116] Albanesi Е.А., Lambrecht W.R.L., Segall В. «Theoretical study of the band offsets at GaN/AIN interfaces» Journal of Vacuum Science & Technology B, 1994, volume 12, issue 4, p. 2470-2474.

[117] Foreman B.A. «Analytic model for the valence-band structure of a strained quantum well» Physical Review B, 1994, volume 49, issue 3, p. 1757-1773.

[118] Adashi S. «GaAs, AlAs and Al^Gai.xAs@B: material parameters for use in research and device applications» Journal of Applied Physics, 1985, volume 58, issue 3, p. R1-R29.

[119] Rebane Y.T., Shreter Y.G., Wang W.N. «Misfit dislocations and radiative efficiency of InxGai_xN/GaN quantum wells» Applied Surface Science, 2000, volume 166, issue 1-4, p. 300303.

[120] Ambacher O. «Growth and applications of Group Ill-nitrides» Journal of Physics D: Applied Physics, 1998, volume 31, issue 20, p. 2653-2710.

[121] Chichibu S., Azuhata Т., Sota Т., Nakamura S. «Spontaneous emission of localized excitons in InGaN single and multiquantum well structures» Applied Physics Letters, 1996, volume 69, issue 27, p. 4188^1190.

[122] Chen C.H., Chang S.J., Su Y.K., Chi G.C., Sheu J.K., Chen J.F. «High-efficiency InGaN-GaN MQW green light-emitting diodes with CART and DBR structures» IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2002, volume 8, issue 2, p. 284-288.

[123] Chen C.H., Su Y.K., Chang S.J., Chi G.C., Sheu J.K., Chen J.F., Liu C.H., Liaw Y.H. «High brightness green light emitting diodes with charge asymmetric resonance tunneling structure» IEEE Electron Device Letters, 2002, volume 23, issue 3, p. 130-132.

[124] Wen T.C., Chang S.J., Wu L.W., Su Y.K., Lai W.C., Kuo C.H., Chen C.H., Sheu J.K., Chen J.F. «InGaN/GaN tunnel-injection blue light-emitting diodes» IEEE Transactions on Electron Devices, 2002, volume 49, issue 6, p. 1093-1095.

[125] Feng Z.C., Kuo T.W., Wu C.Y., Tsai H.L., Yang J.R., Huang Y.S., Ferguson I.T., Lu W.J. «Optical and structural properties of dual wavelength InGaN/GaN multiple quantum well light emitting diodes» Proceedings ofSPIE, 2008, volume 7058, p.0S-l-0S-12.

[126] Kiickmann O. «High power LED arrays special requirements on packaging technology» Proceedings ofSPIE, 2006, volume 6134, p.04-1-04-8.

[127] Hartmann P., Wenzl F.P., Sommer C., Pachler P., Hoschopf H., Schweighart M., Hartmann M., Kuna L., Jakopic G., Leising G., Tasch S. «White LEDs and modules in chip-onboard technology for general lighting» Proceedings ofSPIE, 2006, volume 6337,p. 01-1-01-7.

[128] Liu S., Luo X. «LED packaging for lighting applications: design, manufacturing and testing», 2011, Singapore: John Wiley & Sons, 320 p.

[129] Ее Y.-K., Kumnorkaew P., Arif R.A., Tong H., Zhao H., Gilchrist J.F., Tansu N. «Optimization of light extraction efficiency of Ill-Nitride LEDs with self-assembled colloidal-based microlenses» IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2009, volume 15, issue 4, p. 1218-1225.

[130] Joo S.A., Park J.K., Ко K.Y., Jeong Y.J., Choi S.H. «Light emitting diode package» U.S. Patent 8168997, 2008.

[131] Круглов О.E., Кузьмин В.Н., Томский К.А. «Измерение светового потока светодиодов» Светотехника, 2009, выпуск 3, с. 34-36.

[132] Szirmay-Kalos L. «Monte-Carlo methods in global illumination», 2000, Vienna: University of Technology, 118 p.

[133] «Zemax User's Manual», July 2012, 835 p.

[134] Janssen R.H.C., Douven L., van Dijk H.K. «Thermally conductive plastics: balancing material properties with application needs» LED Professional Review, 2010, issue 17, p. 38^11.

[135] Wu X.H., Kapolnek D., Tarsa E.J., Heying В., Keller S., Keller B.P., Mishra U.K., DenBaars S.P., Speck J. S. «Nucleation layer evolution in metal-organic chemical vapor deposition» Applied Physics Letters, 1996, volume 68, issue 10, p. 1371-1373.

[136] Heying В., Wu X.H., Keller S., Li Y., Kapolnek D., Keller B.P., DenBaars S.P., Speck J.S. «Role of threading dislocation structure on the X-ray diffraction peak widths in epitaxial GaN films» Applied Physics Letters, 1996, volume 68, issue 5, p. 643-645.

[137] Frayssinet E., Beaumont В., Faurie J. P., Gibart P., Makkai Z., Pecz В., Lefebvre P., Valvin P. «Micro epitaxial lateral overgrowth of GaN/sapphire by metal organic vapour phase epitaxy» MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Research, 2002, volume 7,issue 8, p. 1-8.

[138] Koleske D.D., Wickenden A.E., Henry R.L., DeSisto W.J., Gorman R.J. «Growth model for GaN with comparison to structural, optical, and electrical properties» Journal of Applied Physics, 1998, volume 84, issue 4, p. 1998-2010.

[139] Liu H., Kim J.G., Ludwig M.H., Park R.M. «On the kinetics of growth of highly defective GaN epilayers and the origin of the deep trap responsible for yellow-band luminescence» Applied Physics Letters, 1997, volume 71, issue 3, p. 347-349.

[140] Koleske D.D., Coltrin M.E., Cross K.C., Mitchell C.C., Allerman A.A. «Understanding GaN nucleation layer evolution on sapphire» Journal of Crystal Growth, 2004, volume 273, issue 1-2, p. 86-99.

[141] Lorenz K., Gonsalves M., Kim W., Narayanan V., Mahajan S. «Comparative study of GaN and A1N nucleation layers and their role in growth of GaN on sapphire by metalorganic chemical vapor deposition» Applied Physics Letters, 2000, volume 77, issue 21, p. 3391-3393.

[142] Koleske D.D., Wickenden A.E., Henry R.L., Culbertson J.C., Twigg M.E. «GaN decomposition in H2 and N2 at MOVPE temperatures and pressures» Journal of Crystal Growth, 2001, volume 223, issue 4, p. 466^83.

[143] Chen J., Zhang S.M., Zhang B.S., Zhu J.J., Feng G., Shen X.M., Wang Y.T., Yang H., Zheng W.C. «Effects of reactor pressure on GaN nucleation layers and subsequent GaN epilayers grown on sapphire substrate» Journal of Crystal Growth, 2003, volume 254, issue 3-4, p. 348-352.

[144] Nakamura S. «GaN growth using GaN buffer layer» Japanese Journal of Applied Physics, 1991, volume 30, issue 10A, p. L1705-L1708.

[145] Kim S., Oh J., Kang J., Kim D., Won J., Kim J., Cho H. «Two-step growth of high quality GaN using V/III ratio variation in the initial growth stage» Journal of Crystal Growth, 2004, volume 262, issue 1—4, p. 7-13.

[146] Fewster P. «X-ray scattering from semiconductors», 2000, London: Imperial College Press, 287 p.

[147] Shih C.F., Keh M.Y., Wang Y.N., Chen N.C., Chang C., Chang P.H., Liu K.S. «High-quality and crack-free AlxGai.xN (x~0.2) grown on sapphire by a two-step growth method» Journal of Crystal Growth, 2005, volume 277, issue 1-4, p. 44-50.

[148] Kamiyama S., Iwaya M., Hayashi N., Takeuchi T., Amano H., Akasaki I., Watanabe S., Kaneko Y., Yamada N. «Low-temperature-deposited AlGaN interlayer for improvement of AlGaN/GaN heterostructure» Journal of Crystal Growth, 2001, volume 223, issue 1-2, p. 83-91.

[149] Amano H., Akasaki I. «Critical issues in AlxGa^N growth» Optical Materials, 2002, volume 19, issue 1, p. 219-222.

[150] Miyake H., Motogaito A., Hiramatsu K. «Effects of reactor pressure on epitaxial lateral overgrowth of GaN via low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy» Japanese Journal of Applied Physics, 1999, volume 38, part 2, issue 9A/B, p. L1000-L1002.

[151] Usui A., Sunakawa H., Sakai A., Yamaguchi A.A. «Thick GaN epitaxial growth with low dislocation density by hydride vapor phase epitaxy» Japanese Journal of Applied Physics, 1997, volume 36, part 2, issue 7B, p. L899-L902.

[152] Kawashima T., Iida K., Miyake Y., Honshio A., Kasugai H., Imura M., Iwaya M., Kamiyama S., Amano H., Akasaki I. «High-quality Alo.12Gao.88N film with low dislocation density grown on facet-controlled Al0.i2Ga0.88N by MOVPE» Journal of Crystal Growth, 2004, volume 272, issue 1-4, p. 377-380.

[153] Figge S., Bottcher T., Einfeldt S., Hommel D. «In situ and ex situ evaluation of the film coalescence for GaN growth on GaN nucleation layers» Journal of Crystal Growth, 2000, volume 221, issue 1-4, p. 262-266.

[154] Koide Y., Itoh N., Itoh K., Sawaki N.. Akasaki I. «Effect of A1N buffer layer on AlGaN/a-AI2O3 heteroepitaxial growth by metalorganic vapor phase epitaxy» Japanese Journal of Applied Physics, 1988, volume 27, part 1, issue 7, p. 1156-1161.

[155] Romanov A.E., Speck J.S. «Stress relaxation in mismatched layers due to threading dislocation inclination» Applied Physics Letters, 2003, volume 83, issue 13, p. 2569-2571.

[156] Veis M., Hagihara K., Nakagawa S., Inoue Y., Ishida A. «AIN/GaN superlattice quality improvement by using multiple superlattice structure» Physica Status Solidi(c), 2008, volume 5, issue 6, p. 1547-1549.

[157] Fu Q.M., Peng T., Mei F., Pan Y., Liao L., Liu C. «Relaxation of compressive strain by inclining threading dislocations in Alo.45Gao.55N epilayer grown on AIN/sapphire templates using graded-AlxGai.xN/AlN multi-buffer layers» Japanese Journal of Applied Physics, 2009, volume 42, issue 3, 035311.

[158] Fu Q.M., Peng T., Liu C. «Effects of real-time monitored growth interrupt on crystalline quality of A1N epilayer grown on sapphire by molecular beam epitaxy» Journal of Crystal Growth, 2009, volume 311, issue 14, p. 3553-3556.

[159] Prazmowska J., Korbutowlez R., Paszkiewicz R., Szyszka A., Serafinczuk J., Podhorodecki A., Misiewicz J., Tlaczala M. «Optimization of GaN nucleation layer deposition conditions on sapphire substrates in HVPE system» Vacuum, 2008, volume 82, issue 10, p. 988993.

[160] Fang Z.L., Li S.P., Li J.C., Sun H.Z., Wang S.J., Kang J.Y. «GaN on Si-rich SiNx-coated sapphire at different growth stages: the surface morphologies and optical properties» Thin Solid Films, 2008, volume 516, issue 18, p. 6344-6352.

[161] Park E.H., Jang J., Gupta S., Ferguson I., Kim C.H., Jeon S.K., Park J.S. «Air-voids embedded high efficiency InGaN-light emitting diode» Applied Physics Letters, 2008, volume 93, issue 19,191103.

[162] Lin C.-F., Lin C.-M., Yang C.-C., Wang W.-K., Huang Y.-C., Chen J.-A., Horng R.-H. «InGaN-based light-emitting diodes with a cone-shaped sidewall structure fabricated through a crystallographic wet etching process» Electrochemical and Solid-State Letters, 2009, volume 12, issue 7, p. H233- H237.

[163] Lin N.M., Chang S.J., Shei S.C., Lai W.C., Yang Y.Y., Lin W.C., Lo H.C. «GaN-based LEDs with air voids prepared by one-step MOCVD growth» Journal of Lightwave Technology, 2011, volume 29, issue 18, p. 2831-2835.

[164] Kaneko T., Horino K., Yamamoto H., Ito H., Kuramata A. «Significant enhancement of light extraction from light emitting diodes with reverse-tapered microholes» Journal of Light & Visual Environment, 2008, volume 32, issue 2,p. 124-128.

[165] Wang W.L., Gong J.R., Wang C.L., Liao W.T., He J.L., Chi Y.C., Shi J.B. «Characteristics and interactions of threading dislocations in GaN films grown on (0001) sapphire substrates with or without short-period superlattice insertion» Japanese Journal of Applied Physics, 2006, volume 45, part 1,issue 9A, p. 6888-6892.

[166] Wang C.L., Gong J.R. «Evidence of the de-multiplication interactions between threading dislocations in GaN films grown on (0001) sapphire substrates» MRS Proceedings, 2007, volume 994, p. 23-28.

[167] Moram M.A., Vickers M.E. «X-ray diffraction of Ill-nitrides» Reports on Progress in Physics, 2009, volume 72, issue 3, 036502.

[168] Barchuk M., Holy V., Miljevic B., Krause B., Baumbach T., Hertkorn J., Scholz F. «X-ray diffuse scattering from threading dislocations in epitaxial GaN layers» Japanese Journal of Applied Physics, 2010, volume 108, issue 4, 043521.

[169] Booker I., Khoshroo L.R., Woitok J.F., Kaganer V., Mauder C., Behmenburg H., Gruis J., Heuken M., Kalisch H., Jansen R.H. «Dislocation density assessment via X-ray GaN rocking curve scans» Physica Status Solidi (c), 2010, volume 7, issue 7-8, p. 1787-1789.

[170] Park Y.J., Kim H.Y., Ryu J.H., Kim H.K., Kang J.H., Han N., Han M., Jeong H., Jeong M.S., Hong C.H. «Effect of embedded silica nanospheres on improving the performance of InGaN/GaN light-emitting diodes» Optics Express, 2011, volume 19, issue 3, p. 2029-2036.

[171] Chiu C.H., Tu P.M., Lin C.C., Lin D.W., Li Z.Y., Chuang K.L., Chang J.R., Lu T.C., Zan H.W., Chen C.Y., Kuo H.C., Wang S.C., Chang C.Y. «Highly efficient and bright LEDs overgrown on GaN nanopillar substrates» IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2011, volume 17, issue 4, p. 971-978.

[172] Ryu S.W., Park J., Oh J.K., Long D.H., Kwon K.W., Kim Y.H., Lee J.K., Kim J.H. «Analysis of improved efficiency of InGaN light-emitting diode with bottom photonic crystal fabricated by anodized aluminum oxide» Advanced Functional Materials, 2009, volume 19, issue 10, p. 1650-1655.

[173] Wuu D.S., Wang W.K., Wen K.S., Huang S.C., Lin S.H., Huang S.Y., Lin C.F., Horng R.H. «Defect reduction and efficiency improvement of near-ultraviolet emitters via laterally overgrown GaN on a GaN/patterned sapphire template» Applied Physics Letters, 2006, volume 89, issue 16, 161105.

[174] Lee Y.J., Hwang J.M., Hsu T.C., Hsieh M.H., Jou M.J., Lee B.J., Lu T.C., Kuo H.C., Wang S.C. «Enhancing the output power of GaN-based LEDs grown on wet-etched patterned sapphire substrates» IEEE Photonics Technology Letters, 2006, volume 18, issue 10, p. 11521154.

[175] Chang S.J., Lin Y.C., Su Y.K., Chang C.S., Wen T.C., Shei S.C., Ke J.C., Kuo C.W., Chen S.C., Liu C.H. «Nitride-based LEDs fabricated on patterned sapphire substrates», Solid-State Electronics, 2003, volume 47, issue 9, p. 1539-1542.

[176] Yamada M., Mitani T., Narukawa Y., Shioji S., Niki I., Sonobe S., Geguchi K., Sano M., Mukai T. «InGaN-based near-ultraviolet and blue-light-emitting diodes with high external quantum efficiency using a patterned sapphire substrate and a mesh electrode» Japanese Journal of Applied Physics, 2002, volume 41, part 2, issue 12B, p. L1431-L1433.

[177] Lin H.Y., Chen Y.J., Chang C.L., Li X.F., Kuo C.H., Hsu S.C., Liu C.Y. «Characterization study of GaN-based epitaxial layer and light-emitting diode on nature-patterned sapphire substrate» Journal of Materials Research, 2012, volume 27, issue 6, p. 971-977.

[178] Zhao Y.J., Sonoda J., Pan C.C., Brinkley S., Koslow I., Fujito K., Ohta H., DenBaars S.P., Nakamura S. «30-mW-class high-power and high-efficiency blue semipolar (1011) InGaN/GaN light-emitting diodes obtained by backside roughening technique» Applied Physics Letters, 2010, volume 3, issue 10,102101.

[179] Kuna L., Haase A., Sommer C., Zinterl E., Krenn J.R., Wenzl F.P., Pachler P., Hartmann P., Tasch S., Leising G. «Improvement of light extraction from high-power flip-chip light-emitting diodes by femtosecond laser direct structuring of the sapphire backside surface» Journal of Applied Physics, 2008, volume 104, issue 7, 074507.

[180] Lin C.-F., Lin C.-M., Chen K.-T, Huang W.-C., Lin M.-S., Dai J.J., Jiang R.H., Huang Y.C., Chang C.Y. «Blue light-emitting diodes with a roughened backside fabricated by wet etching» Applied Physics Letters, 2009, volume 95, issue 20, 201102.

[181] Huang C.Y., Ku H.M., Chao S. «Light extraction enhancement for InGaN/GaN LED by three dimensional auto-cloned photonics crystal» Optics Express, 2009, volume 17, issue 26, p. 23702-23711.

[182] Nakamura S., Iwasa N., Senoh M., Mukai T. «Hole compensation mechanism of p-type GaN films» Japanese Journal of Applied Physics, 1992, volume 31, part 1, issue 5A, p. 12581266.

[183] Nakagawa Y., Haraguchi M., Fukui M., Tanaka S., Sakaki A., Kususe K., Hosokawa N., Takehara Т., Morioka Y., Iijima H., Kubota M., Abe M., Mukai Т., Takagi H., Shinomiya G. «Hydrogen dissociation from Mg-doped GaN» Japanese Journal of Applied Physics, 2004, volume 43, issue 1, p. 23-29.

[184] Ковалев A.H., Маняхин Ф.И., Кудряшов B.E., Туркин А.Н., Юнович А.Э. «Изменения люминесцентных электрических свойств светодиодов из гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при длительной работе» Физика и Техника Полупроводников, 1999, том 33, выпуск 2, с. 224-232.

[185] Sugiura L., Suzuki М., Nishio J. «Р-type conduction in as-grown Mg-doped GaN grown by metalorganic chemical vapor deposition» Applied Physics Letters, 1998, volume 72, issue 14, p. 1748-1750.

[186] Park E.-H., Park J.-S., Yoo T.-K. «As-grown p-type GaN growth by dimethylhydrazine nitrogen precursor» Journal of Crystal Growth, 2004, volume 272, issue 1—4, p. 426^4-31.

[187] Nakamura S., Mukai Т., Senoh M., Iwasa N. «Thermal annealing effects on p-type Mg-doped GaN films »Japanese Journal of Applied Physics, 1992, volume 31, part 2, issue 2B, p. L139-L142.

[188] Hull B.A., Mohney S.E., Venugopalan H.S., Ramer J.C. «Influence of oxygen on the activation of p-type GaN» Applied Physics Letters, 2000, volume 76, issue 16, p. 2271-2273.

[189] Chung S.H., Lachab M., Wang Т., Lacroix Y., Basak D., Fareed Q., Kawakami Y., Nishino K., Sakai S. «Effect of oxygen on the activation of Mg acceptor in GaN epilayers grown by metalorganic chemical vapor deposition» Japanese Journal of Applied Physics, 2000, volume 39, part 1, issue 8, p. 4749-4750.

[190] Wen T.-C., Lee S.-C., Lee W.-I., Chen T.-Y., Chan S.-H., Tsang J.-S. «Activation of p-type GaN in a pure oxygen ambient» Japanese Journal of Applied Physics, 2001, volume 40, part 2, issue 5B, p. L495-L497.

[191] Kuo C.H., Chang S.J., Su Y.K., Wu L.W., Sheu J.K., Chen C.H., Chi G.C. «Low temperature activation of Mg-doped GaN in O2 ambient» Japanese Journal of Applied Physics, 2002, volume 41, part 2, issue 2A, p. L112-L114.

[192] Xian Y.L., Huang S.J., Zheng Z.Y., Fan B.F., Wu Z.S., Jiang H., Wang G. «Effects of growth pressure on the properties of p-GaN layers» Journal of Crystal Growth, 2011, volume 325, issue 1, p. 32-35.

[193] Fichtenbaum N.A., Schaake D., Mates Т.Е., Cobb C., Keller S., DenBaars S.P., Mishra U.K. «Electrical characterization of p-type N-polar and Ga-polar GaN grown by metalorganic chemical vapor deposition» Applied Physics Letters, 2007, volume 91, issue 17,172105.

[194] Лундин B.B., Сахаров A.B., Заварин E.E., Синицын М.А., Николаев А.Е., Михайловский Г.А., Брунков П.Н., Гончаров В.В., Бер Б.Я., Казанцев Д.Ю., Цацульников

A.Ф. «Влияние несущего газа и профиля легирования на морфологию поверхности сильно легированных слоев GaN:Mg, выращенных методом МО ГФЭ» Физика и Техника Полупроводников, 2009, том 43, выпуск 7, с. 996-1001.

[195] Лундин В.В., Николаев А.Е., Сахаров А.В., Цацульников А.Ф. «Влияние водорода на анизотропию скорости роста p-GaN при газофазной эпитаксии из металлорганических соединений на стенках мезаполосков» Физика и Техника Полупроводников, 2008, том 42, выпуск 2, с. 233-238.

[196] McCluskey M.D., Romano L.T., Krusor B.S., Bour D.P., Johnson N.M., Brennan S. «Phase separation in InGaN/GaN multiple quantum wells» Applied Physics Letters, 1998, volume 72, issue 14, p. 1730-1732.

[197] Бадгутдинов М.Л., Юнович А.Э. «Спектры излучения гетероструктур с квантовыми ямами типа InGaN/AlGaN/GaN: модель двумерной комбинированной плотности состояний» Физика и Техника Полупроводников, 2008, том 42, выпуск 4, с. 438-446.

[198] Durnev M.V., Omelchenko A.V., Yakovlev E.V., Evstratov I.Yu., Karpov S.Yu. «Indium incorporation and optical transitions in InGaN bulk materials and quantum wells with arbitrary polarity» Applied Physics Letters, 2010, volume 97, issue 5, 051904.

[199] Цацульников А.Ф., Лундин В.В., Заварин Е.Е., Николаев А.Е., Сахаров А.В., Сизов

B.C., Усов С.О., Мусихин Ю.Г., Gerthsen D. «Влияние водорода на локальную фазовую сепарацию в тонких слоях InGaN и свойства светодиодных структур на их основе» Физика и Техника Полупроводников, 2011, том 45, выпуск 2, с. 274-279.

[200] Рабинович О.И., Сушков В.П. «Исследование особенностей рабочих характеристик многокомпонентных гетероструктур и светоизлучающих диодов на основе AlInGaN» Физика и Техника Полупроводников, 2009, том 43, выпуск 4, с. 548-551.

[201] Сахаров А.В., Лундин В.В., Заварин Е.Е., Синицын М.А., Николаев А.Е., Усов С.О., Сизов B.C., Михайловский Г.А., Черкашин Н.А., Hytch М., Hue F., Яковлев Е.В., Лобанова А.В., Цацульников А.Ф. «Влияние релаксации напряжений на формирование активной

области гетероструктур InGaN/(Al)GaN для светодиодов зеленого диапазона» Физика и Техника Полупроводников, 2009,том 43, выпуск 6, с. 841-846.

[202] Hangleiter A., Hitzel F., Netzel С., Fuhrmann D., Rossow U., Ade G., Hinze P. «Suppression of nonradiative recombination by V-shaped pits in GalnN/GaN quantum wells produces a large increase in the light emission efficiency» Physical Review Letters, 2005, volume 95, issue 12,127402.

[203] Akasaka Т., Gotoh H., Saito Т., Makimoto T. «High luminescent efficiency of InGaN multiple quantum wells grown on InGaN underlying layers» Applied Physics Letters, 2004, volume 85, issue 15, p. 3089-3091.

[204] Nanhui N., Huaibing W., Jianping L., Naixin L., Yanhui X., Jun H., Jun D., Guangdi S. «Enhanced luminescence of InGaN/GaN multiple quantum wells by strain reduction» Solid-State Electronics, 2007, volume 51, issue 6, p. 860-864.

[205] Nanhui N., Huaibing W., Jianping L., Naixin L., Yanhui X., Jun H., Jun D., Guangdi S. «Improved quality of InGaN/GaN multiple quantum wells by a strain relief layer» Journal of Crystal Growth, 2006, volume 286, issue 2, p. 209-212.

[206] Kim I.-H., Park H.-S., Park Y.-J., Kim T. «Formation of V-shaped pits in InGaN/GaN multiquantum wells and bulk InGaN films» Applied Physics Letters, 1998, volume 73, issue 12, p. 1634-1636.

[207] Chen Y., Takeuchi Т., Amano H., Akasaki I., Yamada N., Kaneko Y., Wang S.Y. «Pit formation in GalnN quantum wells» Applied Physics Letters, 1998, volume 72, issue 6, p. 710712.

[208] Liliental-Weber Z., Chen Y., Ruvimov S., Washburn J. «Formation mechanism of nanotubes in GaN» Physical Review Letters, 1997, volume 79,issue 15, p. 2835-2838.

[209] Wang J.X., Wang L., Zhao W., Zou X., Luo Y. «Study on internal quantum efficiency of blue InGaN multiple-quantum-well with an InGaN underneath layer» Science China Technological Sciences, 2010, volume 53, issue 2, p. 306-308.

[210] Xia Y., Hou W.T., Zhao L., Zhu M.W., Detchprohm Т., Wetzel C. «Boosting green GalnN/GaN light-emitting diode performance by a GalnN underlying layer» IEEE Transactions on Electron Devices, 2010, volume 57, issue 10, p. 2639-2643.

[211] Grzanka S., Franssen G., Targowski G., Krowicki K., Suski Т., Czernecki R., Perlin P., Leszczynski M. «Role of the electron blocking layer in the low-temperature collapse of electroluminescence in nitride light-emitting diodes» Applied Physics Letters, 2007, volume 90, issue 10, 103507.

[212] Hansen M., Piprek J., Pattison P.M., Speck J.S., Nakamura S., DenBaars S.P. «Higher efficiency InGaN laser diodes with an improved quantum well capping configuration» Applied Physics Letters, 2002, volume 81, issue 22, p. 4275-4277.

[213] Tu R.-C., Tun C.-J., Pan S.-M., Chuo C.-C., Sheu J.K., Tsai C.-E., Wang T.-C., Chi G.-C. «Improvement of near-ultraviolet InGaN-GaN light-emitting diodes with an AlGaN electron-blocking layer grown at low temperature» LEEE Photonics Technology Letters, 2003, volume 15, issue 10, p. 1342-1344.

[214] Kaufmann U., Kunzer M., Obloh H., Maier M., Manz Ch., Ramakrishnan A., Santic B. «Origin of defect-related photoluminescence bands in doped and nominally undoped GaN» Physical Review B, 1999, volume 59, issue 8, p. 5561-5567.

[215] Stephan Т., Köhler К., Kunzer М., Schlotter P., Wagner J. «Electroluminescence efficiency of InGaN light emitting diodes: dependence on AlGaN:Mg electron blocking layer width and Mg doping yroü\c»Physica Status Solidi (c), 2003, volume 0, issue 7, p. 2198-2201.

[216] Köhler К., Stephan Т., Perona А., Wiegert J., Maier M., Kunzer М., Wagner J. «Control of the Mg doping profile in III-N light-emitting diodes and its effect on the electroluminescence efficiency» Journal of Applied Physics, 2005, volume 97, issue 10, 104914.

[217] Köhler К., Perona A., Maier M., Wiegert J., Kunzer M., Wagner J. «Mg doping profile in III-N light emitting diodes in close proximity to the active region» Physica Status Solidi (a), 2006, volume 203, issue 7, p. 1802-1805.

[218] Ikeda M., Uchida S. «Blue-violet laser diodes suitable for Blu-ray disk» Physica Status Solidi (a), 2002, volume 194, issue 2, p. 407-413.

[219] Kuech T.F., Wang P.-J., Tischler M.A., Potemski R., Scilla G.J., Cardone F. «The control and modeling of doping profiles and transients in MOVPE growth» Journal of Crystal Growth, 1988, volume 93, issue 1-4, p. 624-630.

[220] Mao A., Cho J., Dai Q., Schubert E.F., Son J.K., Park Y. «Characteristics of dotlike green satellite emission in GalnN light emitting diodes» Applied Physics Letters, 2011, volume 98, issue 2, 023503.

[221] Асеев A. Jl. «Нанотехнологии в полупроводниковой электронике» Вестник Российской Академии наук, 2006, том 76, выпуск 7, с. 603-611.

[222] Воробьев Л.Е., Ивченко Е.Л., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. «Оптические свойства наноструктур» под редакцией Ильина В.И., Шика А.Я., 2001, Санкт-Петербург: Наука, 188 с.

[223] Аладов A.B., Васильева Е.Д., Закгейм А.Л., Иткинсон Г.В., Лундин В.В., Мизеров М.Н., Устинов В.М., Цацульников А.Ф. «О современных мощных светодиодах и их светотехническом применении» Светотехника, 2010, выпуск 3, с. 8-16.

[224] Keller S., DenBaars S.P. «Metalorganic chemical vapor deposition of group III nitrides — a discussion of critical issues» Journal of Crystal Growth, 2003, volume 248, p. 479-486.

[225] Zhu D., Kappers M.J., Costa P.M.F.J., McAleese C., Rayment F.D.G., Chabrol G.R., Graham D.M., Dawson P., Thrush E.J., Mullins J.T., Humphreys C.J. «А comparative study of near-UV emitting InGaN quantum wells with AlGaN and AlInGaN barriers» Physica Status Solidi(a), 2006, volume 203, issue 7, p. 1819-1823.

[226] Mcintosh F.G., Boutros K.S., Roberts J.C., Bedair S.M., Piner E.L., El-Masry N.A. «Growth and characterization of AlInGaN quaternary alloys» Applied Physics Letters, 1995, volume 68, issue 1, p. 40-42.

[227] Liu J.P., Jin R.Q., Zhang J.C., Wang J.F., Wu M., Zhu J.J., Zhao D.G., Wang Y.T., Yang H. «Indium mole fraction effect on the structural and optical properties of quaternary AlInGaN epilayers» Journal of Physics D: Applied Physics, 2004, volume 37, issue 15, p. 2060-2063.

[228] Allerman A.A., Crawford M.H., Fischer A.J., Bogart K.H.A., Lee S.R., Follstaedt D.M., Provencio P.P., Koleske D.D. «Growth and design of deep-UV (240-290 nm) light emitting diodes using AlGaN alloys» Journal of Crystal Growth, 2004, volume 272, issue 1-4, p. 227241.

[229] Лундин В.В., Заварин Е.Е., Синицын М.А., Николаев А.Е., Лундина Е.Ю., Сахаров А.В., Трошков С.И., Цацульников А.Ф. «InGaAIN гетероструктуры для светодиодов, выращенные на профилированных сапфировых подложках» Письма в Журнал Технической Физики, 2008, том 34, выпуск 21, с. 39-45.

[230] Sintonen S., Suihkonen S., Svensk О., Torma P.T., Ali M., Sopanen M., Lipsanen H. «Characterization of InGaN/GaN and AlGaN/GaN superlattices by X-ray diffraction and X-ray reflectivity measurements» Physica Status Solidi (c), 2010, volume 7, issue 7-8, p. 1790-1793.

[231] Yu S.F., Chang S.J., Chang S.P., Lin R.M. «The comprehensive characteristics of quaternary AlInGaN with various TMI molar rate» Proceedings of SPIE, 2010, volume 7602, 76020B.

[232] Fa Т., Chen T.X., Yao S.D. «Determination of tetragonal distortion of Alo.69Ino.09Gao.22N/GaN heterostructure by RBS/C and HRXRD» Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 2010, volume 268, issue 11-12, p. 1871-1874.

[233] Groh L., Hums C., Biasing J., Krost A., Dadgar A. «Characterization of AlGalnN layers using X-ray diffraction and fluorescence» Physica Status Solidi(b), 2011, volume 248, issue 3, p. 622-626.

[234] Kim J., Song K.M., Shin C.S., Ко C.G. «А high quality InAlGaN quaternary alloy grown on c-plane sapphire substrates under H2 and N2 environments by metal-organic vapor phase epitaxy» Journal of Ceramic Processing Research, 2010, volume 12, issue 3, p. S211-S214.

[235] Chiu C.-H., Lin C.-C., Han H.-V., Liu C.-Y., Chen Y.-H., Lan Y.-P., Yu P., Kuo H.-C., Lu T.C., Wang S.-C., Chang C.-Y. «High efficiency GaN-based light-emitting diodes with embedded air voids/SiC>2 nanomasks» Nanotechnology, 2012, volume 23, issue 4, 045303.

[236] Khan A., Balakrishnan K., Katona T. «Ultraviolet light-emitting diodes based on group three nitrides» Nature Photon, 2008, volume 2, issue 2, p. 77-84.

[237] Цацульников А.Ф., Лундин B.B., Сахаров A.B., Заварин Е.Е., Усов С.О., Николаев А.Е., Черкашин Н.А., Бер Б.Я., Казанцев Д.Ю., Мизеров М.Н., Park H.S., Hytch М., Hue F. «Варизонная активная область на основе короткопериодных InGaN/GaN-сверхрешеток для мощных светоизлучающих диодов диапазона 440-470 нм» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 1, с. 96-100.

[238] Цацульников А.Ф., Лундин В.В., Сахаров А.В., Заварин Е.Е., Усов С.О., Николаев А.Е., Крыжановская Н.В., Синицын М.А., Сизов B.C., Закгейм А.Л., Мизеров М.Н. «Монолитный белый светодиод с активной областью на основе квантовых ям InGaN, разделенных короткопериодными InGaN/GaN-сверхрешетками» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 6, с. 837-840.

[239] Крыжановская Н.В., Лундин В.В., Николаев А.Е., Цацульников А.Ф., Сахаров А.В., Павлов М.М., Черкашин Н.А., Hytch M.J., Вальковский Г.А., Яговкина М.А., Усов С.О. «Исследования оптических и структурных свойств короткопериодных сверхрешеток InGaN/GaN для активной области светоизлучающих диодов» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 6, с. 857-863.

[240] Сизов B.C., Цацульников А.Ф., Сахаров А.В., Лундин В.В., Заварин Е.Е., Черкашин Н.А., Hytch M.J., Николаев А.Е., Минтаиров A.M., Не Y., Merz J.L. «Использование короткопериодных сверхрешеток InGaN/GaN в светодиодах синего диапазона» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 7, с. 955-961.

[241] Лундин В.В., Николаев А.Е., Сахаров А.В., Заварин Е.Е., Усов С.О., Сизов B.C., Закгейм А.Л., Черняков А.Е., Цацульников А.Ф. «Высокоэффективные InGaN/GaN/AlGaN светодиоды с короткопериодной InGaN/GaN сверхрешеткой для диапазона 530-560 нм» Письма в Журнач Технической Физики, 2010, том 36, выпуск 22, с. 89-95.

[242] Tsai P., Chen W., Su Y., Huang С. «Enhanced light output of InGaN LEDs with a roughened p-GaN surface using different TMGa flow rates in p-AlGaN layer» Applied Surface Science, 2010, volume 256, issue 22, p. 6694-6698.

[243] Pan S.-M., Tu R.-C., Fan Y.-M., Yeh R.-C., Hsu J.-T. «Improvement of InGaN-GaN light-emitting diodes with surface-textured indium-tin-oxide transparent Ohmic contacts» IEEE Photonics Technology Letters, 2003, volume 15, issue 5, p. 649-651.

[244] Kuo D.S., Chang S.J., Shen C.F., Ко T.C., Ко Т.К., Hon S.J. «Nitride-based LEDs with oblique sidewalls and a light guiding structure» Semiconductor Science and Technology, 2010, volume 25, issue 5, 055010.

[245] Смирнова И.П., Марков Л.К., Аракчеева E.M., Павлюченко А.С., Закгейм Д.А., Кулагина М.М. «Увеличение квантовой эффективности флип-чип AlGaInN-светодиодов путем реактивного ионного травления внешней стороны подложек SiC» Физика и Техника Полупроводников, 2010, том 44, выпуск 5, с. 684-687.

[246] Лундин В.В., Заварин Е.Е., Синицын М.А., Николаев А.Е., Лундина Е.Ю., Сахаров А.В., Трошков С.И., Цацульников А.Ф. «InGaAIN гетероструктуры для светодиодов, выращенные на профилированных сапфировых подложках» Тезисы докладов 6-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы», 2008, с. 35-36.

[247] Huang Y.-C., Lin C.-F., Chen S.-H., Dai J.-J., Wang G.-M., Huang K.-P., Chen K.-T., Hsu Y.-H. «InGaN-based light-emitting diodes with an embedded conical air-voids structure» Optics Express, 2011, volume 19, issue SI, p. A57-A63.

[248] Павлюченко А.С., Закгейм Д.А., Бауман Д.А. «Создание пористой структуры на границе GaN-сапфир для оптимизации вывода света из светодиодного кристалла» Тезисы докладов 7-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы», 2010, с. 19-20.

[249] Kim H.G., Kim H.Y., Kim Н.К., Ryu J.H., Kang J.H., Han N., Uthirakumar P., Hong C.H. «Enhanced light output power of InGaN/GaN light emitting diodes with embedded air prisms» Electrochemical and Solid-State Letters, 2010, volume 13, issue 2, p. H42-H44.

[250] Charlton M.D.B., Linn S. «Optimization of pattern geometry and investigations of physical mechanisms contributing to improved light extraction in patterned substrate LEDs» Proceedings ofSPIE, 2011, volume 7954, 795419.

[251] Tu S.J., Sheu J.K., Lee M.L., Yang C.C., Chang K.H., Yeh Y.H., Huang F.W., Lai W.C. «Enhanced output power of GaN-based LEDs with embedded AlGaN pyramidal shells» Optics Express, 2011, volume 19, issue 13, p. 12719-12726.

[252] Chiu C.H., Hsu L.H., Lee C.Y., Lin C.C., Lin B.W., Tu S.J., Chen Y.H., Liu C.Y., Hsu W.C., Lan Y.P., Sheu J.K., Lu T.C., Chi G.C., Kuo H.C., Wang S.C., Chang C.Y. «Light extraction enhancement of GaN-based light-emitting diodes using crown-shaped patterned sapphire substrates» IEEE Photonics Technology Letters, 2012, volume 24, issue 14, p. 12121214.

[253] Han N., Kim H.G., Kim H.Y., Kang J.H., Ryu B.D., Park Y.J., Han M., Jeong H., Chandramohan S., Suh E.K., Hong C.H. «Self-assembled periodic silica nanosphere arrays on

wet-etched patterned sapphire substrate for a high-light-extraction-efficiency light-emitting diode» Electron Device Letters, 2011, volume 32, issue 4, p. 527-529.

[254] Park Y.J., Kang J.H., Kim H.Y., Lysak V.V., Chandramohan S., Ryu J.H., Kim H.K., Han N., Jeong H., Jeong M.S., Hong C.H. «Enhanced light emission in blue light-emitting diodes by multiple Mie scattering from embedded silica nanosphere stacking layers» Optics Express, 2011, volumel9, issue 23, p. 23429-23435.

[255] Ryu J.H., Kim H.Y., Kim H.K., Katharria Y.S., Han N., Kang J.H., Park Y.J., Han M., Ryu B.D., Ko K.B., Suh E.K., Hong C.H. «High performance of InGaN light-emitting diodes by air-gap/GaN distributed Bragg reflectors» Optics Express, 2012, volume 20, issue 9, p. 999910003.

[256] Kim H.K., Ryu J.H., Kim H.Y., Kang J.H., Han N., Park Y.J., Ryu B.D., Ko K.B., Baek Y.S., Lysak V.V., Hong C.H., Kim H.G. «The enhancement of the deflection effect in InGaN/GaN light-emitting diodes with an ellipsoidal air tunnel» Solid-State Electronics, 2012, volume 69, p. 14-17.

[257] Kang J.H., Kim H.G., Chandramohan S., Kim H.K., Kim H.Y., Ryu J.H., Park Y.J., Beak Y.S., Lee J.S., Park J.S., Lysak V.V., Hong C.H. «Improving the optical performance of InGaN light-emitting diodes by altering light reflection and refraction with triangular air prism arrays» Optics Express, 2012, volume 37, issue 1, p. 88-90.