Deposition av organometalliska föreningar från gasfasen

Metallorganisk kemisk ångavsättning är en  metod för kemisk ångavsättning genom termisk sönderdelning ( pyrolys ) av organometalliska föreningar för att erhålla material ( metaller och halvledare ), inklusive genom epitaxiell tillväxt. Till exempel odlas galliumarsenid med användning av trimetylgallium ((CH3 ) 3Ga ) och trifenylarsenik ( C6H5 ) 3As ) . Termen i sig föreslogs av grundaren av metoden Harold Manasevit 1968. [1] Till skillnad från molekylär strålepitaxi (MBE, termen " molekylär strålepitaxi ", MBE används också), sker tillväxten inte i ett högt vakuum, utan från en ång-gasblandning med reducerat eller atmosfäriskt tryck (från 2 till 101 kPa ).

Komponenter i en MOS-hydridepitaxianläggning

• Reaktorn är en kammare i vilken epitaxiell tillväxt sker direkt. Den är gjord av material som är kemiskt inerta med avseende på de kemiska föreningar som används vid höga temperaturer (400-1300°C). De huvudsakliga byggmaterialen är rostfritt stål , kvarts och grafit . Substraten är placerade på en uppvärmd substrathållare med temperaturkontroll. Den är också gjord av material som är resistenta mot de kemikalier som används i processen (ofta används grafit , ibland med speciella beläggningar, och vissa delar av substrathållaren är gjorda av kvarts). För att värma upp substrathållaren och reaktorkammaren till temperaturen för epitaxiell tillväxt används resistiva eller lampvärmare, såväl som RF-induktorer.

• Gasschema. De initiala ämnena, som under normala förhållanden befinner sig i gasformigt tillstånd, matas in i reaktorn från flaskor genom gasflödesregulatorer . I händelse av att utgångsmaterialen under normala förhållanden är vätskor eller fasta ämnen (i princip är dessa alla använda organometalliska föreningar) används så kallade bubbler evaporators (eng. 'bubbler'). I en bubbelindunstare blåser en bärargas (vanligtvis kväve eller väte ) genom skiktet av den ursprungliga kemiska föreningen och transporterar bort en del av de organometalliska ångorna och transporterar dem till reaktorn. Koncentrationen av utgångskemikalien i bärargasströmmen vid förångarens utlopp beror på bärargasflödet genom bubbelförångaren, bärargastrycket i förångaren och bubbelförångarens temperatur.

• Tryckhållningssystem i reaktorkammaren (vid epitaxi vid reducerat tryck, en Roots fore vakuumpump eller en roterande skovel fore vakuumpump och en kronbladsventil).

• Absorptionssystem för giftiga gaser och ångor. Giftigt produktionsavfall måste överföras till en flytande eller fast fas för efterföljande återanvändning eller bortskaffande.

Startmaterial

Lista över kemiska föreningar som används som källor för MOCVD-halvledartillväxt:

• Aluminium
  • Trimetylaluminium CAS 75-24-1 Al(CH 3 ) 3
  • Trietylaluminium CAS 97-93-8 Al ( C2H5 ) 3

• Gallium
  • Trimetylgallium Ga( CH3 ) 3
  • Trietylgallium Ga ( C2H5 ) 3 _
  • Tri( iso - propyl ) gallium Ga( C3H7 ) 3

• Indium
  • Trimetylindium In(CH 3 ) 3
  • Trietylindium In ( C2H5 ) 3 _

• Kväve
  • Fenylhydrazin
  • Dimetylhydrazin
  • Ammoniak NH3 _

• Fosfor
  • Fosfin PH 3

• Arsenik
  • Arsine AsH 3
  • Fenylarsin

• Antimon
  • Trimetylantimon
  • Trietylantimon
  • Stibine SbH 3

• Kadmium
  • Dimetylkadmium

• Tellur
  • Dimetyltellur
  • Dietyltellur
  • Di( isopropyl )tellur

• Kisel
  • Monosilan SiH 4
  • Disilane Si2H 6 _

• Zink
  • Dietylzink Zn ( C2H5 ) 2

Halvledare odlade med MOCVD

III–V Semiconductors

• Galliumarsenid ( GaAs )
• Indiumfosfid ( InP )
• InGaAs
• InAlAs
• InGaAlAs
• InGaAsP
• InGaAsN
• AlGaAs
• InGaAs
• AlGaP
• InGaP
• InAlP
• InAlP
• Galliumnitrid ( GaN )
• InGaN
• InGaAlN
• Indiumantimonid ( InSb )

II-VI Semiconductors

• Zinkselenid (ZnSe)
• MCT (HgCdTe)

Se även

• Avsättning av tunna filmer
• Kemisk ångavsättning
• Gasfas epitaxi

Anteckningar

1. ↑ Manasevit HM Single-Crystal Gallium Arsenide på isolerande substrat Appl. Phys. Lett. 12 , 156 (1968) doi : 10.1063/1.1651934