Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений

Читайте также:
  1. Б. Расчет болтовых соединений при действии отрывающего момента в плоскости перпендикулярной стыку
  2. Биологическая роль соединений марганца
  3. Биологическое действие соединений азота на человеческий организм
  4. Биосинтез фенольных соединений
  5. Важнейшие свойства титана и его химических соединений
  6. Виды вентиляционных соединений горных выработок
  7. Виды и технологические характеристики соединений
  8. Виды сварных соединений
  9. Виды сварных соединений
  10. Виды сварных швов и соединений
  11. Виды соединений в Windows 2000 professional.
  12. ВИДЫ СТОПОРЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

«Металлоорганика» – широкий класс веществ, содержащих металл-углеродные (органометаллические соединения) или металл-кислород-углеродные связи (алкоксиды) и координационные соединения металлов с органическими молекулами. При комнатной температуре они в большинстве являются жидкостями, хотя некоторые из них даже при высокой температуре остаются твердыми. Эти вещества обычно имеют высокое давление паров и легко могут быть доставлены в зону реакции путем пропускания газа-носителя, например водорода или гелия, через жидкость или над твердым телом, которые играют роль источника.

Кристаллизация в процессе эпитаксии металлоорганических соединений (МОС) осуществляется при пропускании однородной газовой смеси реагентов с газами-носителями над нагретой подложкой в реакторе с холодными стенками. Используемые для роста полупроводниковых пленок гидриды при комнатной температуре являются газами и обычно применяются в качестве небольших добавок к Н2. Эти металлоорганические и гидридные компоненты смешиваются в газовой фазе и пиролизуются в потоке Н2. В результате реакции пиролиза, когда газообразные соединения разлагаются на компоненты на горячей поверхности с образованием твердого осадка, образуется стабильное твердое полупроводниковое соединение. Температура пиролиза составляет 600—800°С. Нагрев подложки и растущей пленки обычно создается мощным радиочастотным генератором с частотой порядка 450 кГц.

Пиролиз происходит в открытом реакторе при атмосферном или пониженном (~70 мм рт. ст.) давлении. Снижение давления газовой смеси при выращивании соединений позволяет эффективно управлять как градиентом изменения состава примесей, так и градиентом изменения состава основных компонент. Пониженное давление газовой смеси также ограничивает протекание паразитных реакций в газовой смеси. При пониженном давлении процесс выращивания ведется при значительно больших скоростях газового потока. Увеличение скорости газового потока в принципе позволяет получить более однородные слои. При пониженном давлении имеется возможность увеличивать скорость движения газов без увеличения потока массы холодного газа. Увеличение скорости потока в условиях атмосферного давления привело бы к охлаждению подложки.

Существуют реакторы, в которых поток газовой смеси направлен перпендикулярно поверхности подложки (чаще это реакторы вертикального типа), и реакторы, в которых поток газовой смеси движется вдоль поверхности либо под небольшим углом к ней (обычно это реакторы горизонтального типа). Пример реактора вертикального типа для получения материалов AIIIBV приведен на Рис. 2.2

 

 

Рис. 2.2 Схематическое изображение вертикального реактора газофазной эпитаксии МОС, используемого для роста легированных эпитаксиальных слоев AlxGal1-x As. 1 — кварцевый реактор; 2 — высокочастотный нагрев; 3 — подложка; 4 — держатель; 5 — термостабилизированные ячейки; 6—датчики потока; 7 — пневматические клапаны.



 

Многослойные, многокомпонентные эпитаксиальные структуры могут быть последовательно выращены в едином ростовом цикле. К реактору можно подключить несколько металлоорганических и гидридных источников. Химия технологического процесса определяет скорость роста, качество и чистоту кристалла, его электрические и оптические свойства, возможность управления составом. Для многих полупроводников типа AIIIBV результирующая реакция записывается в виде

 

AIII(CH3)3+BVH3 AIIIBV+3CH4

 

В частности, такого типа реакция используется для получения GaAs и AlAs. С помощью аналогичных реакций можно вырастить тонкие пленки других бинарных, тройных и четверных соединений. Например, для роста AlxGa1-xAs обычно используется следующий процесс:

 

(1-x)[Ga(CH3)3]+x[Al(CH3)3]+AsH3 AlxGa1-xAs+3CH4

 

В этом случае состав эпитаксиальной пленки непосредственно определяется отношением парциальных давлений триметилгаллия и триметилалюминия в газовой фазе. Легирование растущего эпитаксиального слоя осуществляется путем введения в газовый поток соответствующего реагента. Для легирования соединений AIIIBV примесями р-типа обычно используют органометаллические реагенты: диэтилцинк и бисциклопентадиенилмагний, а для легирования примесями n-типа используют гидриды H2Se и SiH4 . Органометаллические реагенты легко разлагаются при температуре роста, поэтому поступление примесей в растущий слой ограничивается диффузией через пограничный слой и поверхностной кинетикой. Увеличение скорости газового потока ускоряет рост эпитаксиального слоя. Увеличение парциального давления реагентов в газовом потоке также во всех случаях увеличивает скорость роста.

 

Рост многослойных структур осуществляется путем изменения газовой атмосферы в реакторе. Скорость, с которой осуществляется такое изменение, зависит от величины потока и геометрии реактора. При больших скоростях в потоке можно производить замену газа достаточно быстро и получать при этом резкие гетеропереходы. Время, необходимое для замены, определяется величиной потока. Поэтому резкость границ оказывается связанной со скоростью роста и, например при росте соединений AIIIBV , зависит от концентрации в газовом потоке через реактор реагента, содержащего элемент третьей группы. Экспериментальные данные по сверхрешетке GaAs-AlxGa1-xAs позволяют сделать вывод, что при использовании автоматизированных систем роста удается создавать сверхрешетки с толщиной слоев до 1.5 нм (в отдельных случаях до 0.7 нм), с высоким структурным совершенством. Изменение состава происходит практически на толщине одного монослоя. Для быстрого изменения состава газовой фазы у поверхности роста требуется оптимизация конструкции реактора для устранения размытия концентрационного фронта в газовом потоке из-за различных диффузионных процессов.

 

МЛЭ и газофазная эпитаксия из МОС являются хорошими методами выращивания сверхрешеток в системе GaAs-AlxGa1-xAs. Технологический процесс газофазной эпитаксии из МОС может быть воспроизведен в большом объеме, и в результате можно получить эпитаксиальные структуры большой площади. При этом могут быть достигнуты высокие скорости роста, удовлетворяющие требованиям промышленности при массовом производстве приборов. МЛЭ, скорее всего, будет доминировать в фундаментальных исследованиях квантово-размерных структур, а газофазная эпитаксия из МОС — в массовом производстве и исследовании приборов.

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений

Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 768; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.167.202.184
Генерация страницы за: 0.018 сек.