Арсенид галлия (GaAs) — это полупроводниковый материал, который используется в различных областях электроники благодаря своим уникальным свойствам. Сегодня потребность внутреннего рынка в высокочистом поликристаллическом арсениде галлия составляет примерно 500 килограммов в год, однако в России он не производится. При этом в нашей стране есть уникальная научная школа химии высокочистых веществ, а также не имеющие аналогов в мире собственные разработки, которые позволят отечественному арсениду галлия успешно конкурировать с лучшими зарубежными аналогами.
Ученые Лаборатории технологии высокочистых материалов ННГУ им. Н. И. Лобачевского совместно с компанией ООО «Лассард» разрабатывают технологию производства поликристаллического арсенида галлия чистотой не менее 7N (то есть > 99,99999 %). У исследовательской группы имеется научный задел — в прошлом уже были разработаны технологии глубокой очистки исходных элементом плазмохимическим методом, а также получены пленки бета-оксида галлия для устройств микроэлектроники.
Слева направо - кандидат химических наук Телегин С.В., доктор химических наук Корнев Р.А., доктор технических наук, заведующий лабораторией Мочалов Л.А. наблюдают за плазмохимическим процессом. Источник: Леонид Мочалов
В проекте будут использованы собственные технологичные решения для повышения чистоты исходных коммерчески доступных элементов (As и Ga) до приемлемого для синтеза арсенида галлия уровня чистоты. Кроме того, впервые загрузка исходных высокочистых элементов в реактор и сам процесс синтеза будут проводиться вакуумными методами для обеспечения чистоты конечного продукта на уровне не хуже чистоты исходных веществ.
На первом этапе исследователи получат 10 килограммов высокочистого поликристаллического арсенида галлия, по своим примесным и электрофизическим параметрам не уступающего лучшим зарубежным аналогам. В качестве контрольного продукта выбран поликристаллический GaAs фирмы CMK, s.r.o. Slovakia, поставлявшийся на российский рынок до введения санкций. Кроме того, на предприятиях ООО «Лассард» (г. Обнинск) и АО «Гиредмет» (г. Москва) будут выращены монокристаллы GaAs — базовые компоненты СВЧ-электроники и лазерной техники.
На втором этапе выполнения проекта химики создадут коммерческую установку производительностью 50 килограммов в год. И, наконец, итогом станет организация полноценной технологической линии мощностью 500 кг/год для удовлетворения внутреннего спроса на высокочистый поликристаллический арсенид галлия.
Температурный профиль плазмохимической установки. Источник: Леонид Мочалов
Благодаря проекту в России станет возможно получать собственные высокочистые исходные вещества, которые широко используются в микро- и оптоэлектронике — например, в транзисторах для беспроводной связи, радарах, спутниковых приемниках и передатчиках.
Руководитель проекта – Леонид Мочалов, доктор технических наук, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Заказчик - ООО «ЛАССАРД»
Прикладной проект «Разработка технологии и синтез высокочистого поликристаллического арсенида галлия для создания электронной компонентной базы СВЧ электроники и лазерной техники» (№24-91-20002) поддержан грантом Российского научного фонда.
Карточка фундаментального проекта: https://rscf.ru/project/19-19-00510/