Составители:
6
деградации полупроводниковой структуры за счет появления трещин и
других дефектов. Минимизация механических напряжений является
важной задачей для получения качественных подложек и светодиодов на
их основе.
Одним из способов контроля уровня механических напряжений в
подложках является формирование промежуточного слоя наноколонок или
пор.
Сотрудники компании «Оптоган» совместно со специалистами
кафедры светодиодных технологий НИУ ИТМО провели ряд исследований
влияния промежуточного слоя наноколонок на перераспределение
остаточных термических напряжений в светодиодных подложках GaN-на-
сапфире.
Для численного моделирования напряженно-деформированного
состояния в подложках GaN-на-сапфире применялся программный
комплекс ANSYS Mechanical, использующий метод конечных элементов.
Расчеты были проведены в рамках линейно-упругой анизотропной модели
поведения материалов с упругими модулями и коэффициентами
термического расширения, выбранными для GaN и сапфира в соответствии
с данными, приведенными в работах [1-3].
Геометрия расчетной модели, учитывающей наличие специально
сформированного промежуточного слоя, который состоит из наноколонок
GaN, представлена на Рис. 1.
Варьируемыми параметрами являлись относительный диаметр
наноколонок и толщина верхнего слоя GaN
. С помощью
встроенного языка программирования APDL были написаны макросы,
позволяющие проводить параметрический анализ напряженно-
деформированного состояния в указанной структуре.
В качестве граничных условий на двух смежных боковых гранях
было задано условие симметрии, а нагрузка была задана в виде
собственной деформации, соответствующей уменьшению температуры на
1000 K.
Критерием релаксации напряжений было выбрано изменение
гидростатического давления, равного по модулю следу тензора
напряжений:
), т.к. оно инвариантно относительно
преобразований системы координат. Нормированное осредненное по
объему гидростатическое давление:
(где
–
след тензора напряжений для структуры без промежуточного слоя
наноколонок) характеризует степень релаксации напряжений.
В результате анализа более 20 геометрических конфигураций, была
выбрана оптимальная по критерию минимизации напряжений (степень
релаксации около 15%), удовлетворяющая технологическим требованиям
на светодиодные подложки:
мкм,
.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
