СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГАЛЛИЙСОДЕРЖАЩЕГО НИТРИДА И МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ГАЛЛИЙСОДЕРЖАЩИЙ НИТРИД, ПОЛУЧАЕМЫЙ УКАЗАННЫМ СПОСОБОМ

1. Способ получения монокристаллического галлийсодержащего нитрида из исходного материала, содержащего галлий, в среде сверхкритического аммиачного растворителя с добавлением минерализатора, содержащего элемент группы I (IUPAC, 1989 г.), в котором в автоклаве создают две температурные зоны, т.е. зону растворения с пониженной температурой, содержащую исходный материал, и расположенную ниже нее зону кристаллизации с повышенной температурой, содержащую по меньшей мере одну затравку, включающий растворение исходного материала в зоне растворения с последующей кристаллизацией галлийсодержащего нитрида на по меньшей мере одной затравке в зоне кристаллизации, при этом в технологическую среду вводят по меньшей мере два дополнительных компонента, включающих:
a) поглотитель кислорода в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,0001 до 0,2;
b) акцепторную примесь в молярном соотношении к аммиаку, составляющем не более чем 0,1;
характеризующийся тем, что поглотитель кислорода выбран из кальция, гадолиния, иттрия, или их любой комбинации, и акцепторная примесь выбрана из марганца, железа, ванадия или углерода, или их любой комбинации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцепторная примесь представляет собой марганец и используется в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,000001 до 0,001, предпочтительнее от 0,000005 до 0,0005 и наиболее предпочтительно от 0,00001 до 0,0001.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцепторная примесь представляют собой железо и используется в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,000001 до 0,01, предпочтительнее от 0,00005 до 0,005 и наиболее предпочтительно от 0,0001 до 0,001.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцепторная примесь представляет собой ванадий и используется в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,000001 до 0,1, предпочтительнее от 0,0005 до 0,05 и наиболее предпочтительно от 0,001 до 0,01.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцепторная примесь представляет собой углерод и используется в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,000001 до 0,1, предпочтительнее от 0,00005 до 0,05 и наиболее предпочтительно от 0,0001 до 0,01.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что поглотитель кислорода и акцепторную примесь вводят в элементной форме, т.е. в форме металла или как соединение, предпочтительно выбранное из группы, включающей азиды, амиды, имиды, амид-имиды и гидриды, причем указанные поглотитель кислорода и акцепторную примесь вводят раздельно или совместно, и при этом в случае совместного введения используют смеси элементов и соединения, интерметаллические соединения или сплавы.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что поглотитель кислорода и/или акцепторную примесь вводят в технологическую среду вместе с минерализатором.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что минерализатор содержит натрий или калий в молярном соотношении к аммиаку, составляющем от 0,005 до 0,5.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что получают стехиометрический нитрид галлия GaN.
3
3
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что указанный способ осуществляют в автоклаве, имеющем емкость более 600 см, предпочтительнее более 9000 см.
19
-3
18
-3
18
-3
6
8
10
21
-3
20
-3
19
-3
11. Монокристаллический галлийсодержащий нитрид, получаемый способом определенным по любому из пп. 1-10, включающий по меньшей мере один элемент группы I (IUPAC 1989 г.) в количестве по меньшей мере 0,1 части на миллион (ppm), и имеющий концентрацию кислорода не превышающую 1⋅10 см, предпочтительно не превышающую 5⋅10 см, и наиболее предпочтительно не превышающую 1⋅10 см, характеризующийся тем, что указанный нитрид представляет собой имеющий высокое сопротивление (полуизолирующий) материал, у которого удельное сопротивление составляет более чем 1⋅10 Ом⋅см, предпочтительно более чем 1⋅10 Ом⋅см и наиболее предпочтительно более чем 1⋅10 Ом⋅см, и который содержит акцепторы, выбранные из марганца, железа, ванадия или углерода, в суммарной концентрации не превышающей 1⋅10 см, предпочтительнее не превышающей 1⋅10 см и наиболее предпочтительно не превышающей 1⋅10 см, в котором соотношение концентрации кислорода и суммарной концентрации акцепторов составляет не ниже чем 1,2.
12. Нитрид по п. 11, отличающийся тем, что указанный нитрид представляет собой стехиометрический нитрид галлия GaN.
19
-3
18
-3
18
-3
6
8
10
21
-3
20
-3
19
-3
13. Монокристаллический галлийсодержащий нитрид, получаемый способом определенным по любому из пп. 1-10, включающий по меньшей мере один элемент группы I (IUPAC 1989 г.) в количестве по меньшей мере 0,1 части на миллион (ppm), и имеющий концентрацию кислорода не превышающую 1⋅10 см, предпочтительно не превышающую 5⋅10 см и наиболее предпочтительно не превышающую 1⋅10 см, характеризующийся тем, что указанный нитрид представляет собой имеющий высокое сопротивление (полуизолирующий) материал, у которого удельное сопротивление составляет более чем 1⋅10 Ом⋅см, предпочтительно более чем 1⋅10 Ом⋅см и наиболее предпочтительно более чем 1⋅10 Ом⋅см, и который содержит акцепторы, выбранные из марганца, железа, ванадия или углерода, в суммарной концентрации не превышающей 1⋅10 см предпочтительнее не превышающей 1⋅10 см и наиболее предпочтительно не превышающей 1⋅10 см, в котором соотношение концентрации кислорода и суммарной концентрации акцепторов составляет не выше чем 0,35.
14. Нитрид по п. 13, отличающийся тем, что указанный нитрид представляет собой стехиометрический нитрид галлия GaN.