Химическое осаждение из паров металлоорганических соединений (MO CVD)
MOCVD - метод выращивания монокристаллических (эпитаксиальных) соединений из элементов III или II группы, а также оксидов или гидридов элементов V или VI группы. Эти материалы подвергаются парофазной эпитаксии на подложке в результате реакции термического разложения, что приводит к росту разнообразных сложных полупроводников.
Метод (англ. Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) широко применяется при производстве полупроводниковых устройств. Среди прочих соединений он позволяет выращивать плёнки A3B5 полупроводников, например, арсенид галлия. Во время проведения техпроцесса производится точный контроль толщины покрытия, состава, кристаллической структуры, а также уровня легирования.
Метод распространён в оптоэлектронной промышленности (производство светодиодов и лазерных диодов), в области солнечной энергетики (производство высокоэффективных фотоэлементов на основе GaAs), при производстве транзисторов и др. Метод также позволяет выращивать сложные структуры, такие как квантовые точки. Кроме того, при помощи этой технологии выращивают плёнки высокотемпературных сверхпроводников.
Оглавление
- Физические основы процесса
- Ключевые аспекты технологии
- Совместимость с подложкой
- Технологии, проверенные временем и практикой
Физические основы процесса
Технологию MOCVD можно отнести к частному случаю термохимического осаждения. При этом получаемая плёнка включает в свой состав соединения металла. Ключевой отличительной особенностью является состав газов, вступающих в реакцию. Металлические компоненты наносимого покрытия транспортируются в реактор в составе металлоорганических соединений, чаще всего бета-дикетонатов. Достигая нагретой подложки, они реагируют с газом-прекурсором (например, гидридом или оксидом), в результате чего образуется требуемое покрытие.
Ключевые аспекты технологии
- Основными параметрами техпроцесса являются температура, давление и плотность потока газов, вступающих в реакцию. Их контроль и регулирование обеспечивают эффективное протекание желаемых реакций. Любое отклонение может привести к образованию дефектов, неоднородных слоев или даже к полному отказу от эпитаксиального роста.
- Давление в реакторе обычно составляет 1-100 Торр.
- Температуры подложек могут варьироваться от 400 до 1300℃.
- Как и другие процессы CVD, эта технология позволяет наносить конформные покрытия, а также покрытия с двух сторон подложки.
- Скорость осаждения плёнки в предельных случаях может достигать нескольких миллиметров в час.
- Подбор правильных металлоорганических летучих соединений является ключевым фактором при проектировании покрытий. Данные соединения должны обладать достаточно высоким давлением пара для обеспечения приемлемой скорости осаждения.
Ещё одно важное требование проистекает из технологических особенностей метода. Зачастую, перед тем как направить в реактор, вещество переводят в летучую фазу из жидкого или твёрдого состояния при низких температурах. То есть необходим процесс сублимации или испарения. Соответственно, важно, чтобы при этом не происходило разложение металлоорганического соединения на составляющие компоненты. - Метод MOCVD позволяет точно контролировать степень легирования получаемого покрытия, что позволяет контролировать электрические и оптические свойства при производстве полупроводников.
Совместимость с подложкой
Важным критерием является подбор подложки под соответствующее покрытие. Прежде всего, подложка должна быть инертной и не образовывать дополнительных соединений. Во многих случаях ещё одним важным параметром является согласование кристаллических решёток подложки и требуемого покрытия для обеспечения эпитаксиального роста. Желательно также, чтобы подложка обладала близким к покрытию коэффициентом термического расширения во избежание образования микротрещин.
«АкадемВак»: технологии, проверенные временем и практикой
Компания «АкадемВак», расположенная в Новосибирском Академгородке, в самом сердце Сибири, объединяет инженерный опыт и современную научную базу. Мы создаём установки травления и осаждения, применяемые как в лабораторных экспериментах, так и на промышленных линиях.
Гибкость компоновок и широкий модельный ряд позволяют подобрать оптимальное решение под любую задачу.
- Установки реактивного ионного травления AcademVac—RIE для проведения процессов плазмохимического травления в плазме емкостного разряда.
- Установки низкотемпературного плазмохимического осаждения с индуктивно-связанной плазмой AcademVac-ICP CVD для проведения процесса осаждения из газовой фазы, стимулированного индуктивно связанной плазмой (ICP CVD).
- Установки плазмохимического осаждения с ёмкостно-связанной плазмой AcademVac-PECVD для проведения процессов химического осаждения из газовой фазы, стимулированного ёмкостно-связанной плазмой (PE CVD CCP).
Помимо установок травления и осаждения, компания «АкадемВак» разрабатывает и производит установки вакуумного напыления, термовакуумных испытаний (ТВИ), вакуумные печи, а также узлы и комплектующие: вакуумные камеры, криогенные экраны, технологические источники, системы питания и управления.
Специалисты компании готовы оказать экспертную помощь в выборе оптимального технологического решения под ваши задачи. Напишите нам о Вашей задаче или ознакомьтесь с нашим каталогом.
Другие методы осаждения из газовой фазы:
