Depunerea compușilor organometalici din faza gazoasă

Depunerea chimică în vapori metalorganic este o  metodă de depunere chimică în vapori prin descompunere termică ( piroliză ) a compușilor organometalici pentru a obține materiale ( metale și semiconductori ), inclusiv prin creștere epitaxială . De exemplu, arseniura de galiu este crescută folosind trimetilgaliu ((CH3 ) 3Ga ) şi trifenilarsenic ( C6H5 ) 3As ) . Termenul în sine a fost propus de fondatorul metodei Harold Manasevit în 1968. [1] Spre deosebire de epitaxia fasciculului molecular (MBE, termenul „ epitaxie a fasciculului molecular ”, este folosit și MBE), creșterea se realizează nu în vid înalt, ci dintr-un amestec de vapori-gaz de presiune redusă sau atmosferică (de la 2 până la 101 kPa ).

Componentele unei instalații de epitaxie de hidrură MOS

• Reactorul este o cameră în care creșterea epitaxială are loc direct. Este realizat din materiale care sunt inerte chimic în raport cu compușii chimici utilizați la temperaturi ridicate (400-1300°C). Principalele materiale de construcție sunt oțelul inoxidabil , cuarțul și grafitul . Substraturile sunt amplasate pe un suport de substrat încălzit cu control al temperaturii. De asemenea, este realizat din materiale rezistente la substanțele chimice utilizate în proces (deseori se folosește grafit , uneori cu acoperiri speciale, iar unele părți ale suportului de substrat sunt realizate din cuarț). Pentru a încălzi suportul substratului și camera reactorului la temperatura creșterii epitaxiale, se folosesc încălzitoare rezistive sau lămpi, precum și inductori RF.

• Schema de gaze. Substanțele inițiale, care se află în condiții normale în stare gazoasă, sunt introduse în reactor din cilindri prin regulatorii debitului de gaz . În cazul în care materiile prime în condiții normale sunt lichide sau solide (în principiu, aceștia sunt toți compuși organometalici utilizați), se folosesc așa-numitele evaporatoare cu barbotare (ing. „bubbler”). Într-un evaporator cu barbotare, un gaz purtător (de obicei azot sau hidrogen ) este suflat prin stratul compusului chimic inițial și transportă o parte din vaporii organometalici, transportându-i în reactor. Concentrația substanței chimice de pornire în fluxul de gaz purtător la ieșirea vaporizatorului depinde de fluxul de gaz purtător prin vaporizatorul cu barbotare, presiunea gazului purtător în vaporizator și temperatura vaporizatorului cu barbotare.

• Sistem de menținere a presiunii în camera reactorului (în cazul epitaxiei la presiune redusă, o pompă de vid Roots înainte sau o pompă de vid cu palete rotative și o supapă petală).

• Sistem de absorbție pentru gaze și vapori toxici. Deșeurile de producție toxice trebuie transferate într-o fază lichidă sau solidă pentru reutilizare sau eliminare ulterioară.

Materiale de început

Lista compușilor chimici utilizați ca surse pentru creșterea semiconductorilor MOCVD:

• Aluminiu
  • Trimetilaluminiu CAS 75-24-1 Al( CH3 ) 3
  • Trietilaluminiu CAS 97-93-8 Al ( C2H5 ) 3

• Galiu
  • Trimetilgaliu Ga ( CH3 ) 3
  • Trietilgaliu Ga ( C2H5 ) 3 _
  • Tri( izo - propil)galiu Ga ( C3H7 ) 3

• Indiu
  • Trimetilindiu In ( CH3 ) 3
  • Trietilindiu In ( C2H5 ) 3 _

• Azot
  • Fenilhidrazină
  • Dimetilhidrazină
  • amoniac NH3 _

• Fosfor
  • Fosfina PH 3

• Arsenic
  • Arsină Cenușă 3
  • Fenilazină

• Antimoniu
  • Trimetilantimoniu
  • Trietilantimoniu
  • Stibine SbH 3

• Cadmiu
  • Dimetilcadmiu

• Telurul
  • Dimetilteluriu
  • Dietilteluriu
  • Di( izopropil )telur

• Siliciu
  • Monosilan SiH 4
  • Disilane Si2H6 _ _

• Zinc
  • Dietilzinc Zn ( C2H5 ) 2

Semiconductoare cultivate cu MOCVD

III–V Semiconductori

• Arseniura de galiu ( GaAs )
• fosfură de indiu ( InP )
• InGaAs
• InAlAs
• InGaAlAs
• InGaAsP
• InGaAsN
• AlGaAs
• InGaAs
• AlGaP
• InGaP
• InAlP
• InAlP
• Nitrură de galiu ( GaN )
• InGaN
• InGaAlN
• Antimoniură de indiu ( InSb )

II-VI Semiconductori

• Selenura de zinc (ZnSe)
• MCT (HgCdTe)

Vezi și

• Depunerea de pelicule subțiri
• Depuneri chimice de vapori
• Epitaxie în fază gazoasă

Note

1. ↑ Manasevit HM Arseniură de galiu monocristal pe suporturi izolante Aplicație . Fiz. Lett. 12 , 156 (1968) doi : 10.1063/1.1651934