Осаждение металлорганических соединений из газообразной фазы () — метод химического осаждения из газовой фазы путём термического разложения (пиролиза) металлоорганических соединений для получения материалов (металлов и полупроводников), в том числе путём эпитаксиального выращивания. Например, арсенид галлия выращивают при использовании триметилгаллия ((CH3)3Ga) и трифенилмышьяка (C6H5)3As). Сам термин предложен основоположником метода Гарольдом Манасевитом в 1968 году.Manasevit H. M. Single-Crystal Gallium Arsenide on Insulating Substrates Appl. Phys. Lett. 12, 156 (1968) В отличие от молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ, также используется термин «молекулярно-пучковая эпитаксия», МПЭ) рост осуществляется не в высоком вакууме, а из парогазовой смеси пониженного или атмосферного давления (от 2 до 101 кПа).
Компоненты установки МОС-гидридной эпитаксии Реактор — камера, в которой непосредственно происходит эпитаксиальный рост. Она сделана из материалов, химически инертных по отношению к используемым химическим соединениям при высоких температурах (400—1300°С). Основными конструкционными материалами являются нержавеющая сталь, кварц и графит. Подложки расположены на нагреваемом подложкодержателе с контролем температуры. Он также сделан из материалов, стойких к химическим веществам используемым в процессе (часто используют графит, иногда со специальными покрытиями, также некоторые детали подложкодержателя делают из кварца). Для нагрева подложкодержателя и камеры реактора до температуры эпитаксиального роста используют резистивные или ламповые нагреватели, а также ВЧ-индукторы. Газовая схема. Исходные вещества, находящиеся при нормальных условиях в газообразном состоянии подаются в реактор из баллонов через регуляторы расхода газа. В случае, если исходные вещества при нормальных условиях представляют собой жидкости или твердые вещества (в основном это все применяемые металлоорганические соединения), используются так называемые испарители-барботеры (анг. 'bubbler'). В испарителе-барботере газ-носитель (обычно азот или водород) продувается через слой исходного химического соединения, и уносит часть металлорганических паров, транспортируя их в реактор. Концентрация исходного химического вещества в потоке газа-носителя на выходе из испарителя зависит от потока газа-носителя, проходящего через испаритель-барботер, давления газа-носителя в испарителе и температуры испарителя-барботера. Система поддержания давления в камере реактора (в случае эпитаксии на пониженном давлении — форвакумный насос Рутса или пластинчато-роторный форвакуумный насос и лепестковый клапан). Система поглощения токсичных газов и паров. Токсичные отходы производства должны быть переведены в жидкую или твёрдую фазу для последующего повторного использования или утилизации.
Исходные вещества Список химических соединений, используемых в качестве источников для роста полупроводников методом MOCVD:
Алюминий Триметилалюминий CAS 75-24-1 Al(CH3)3 Триэтилалюминий CAS 97-93-8 Al(C2H5)3 Галлий Триметилгаллий Ga(CH3)3 Триэтилгаллий Ga(C2H5)3 Три(изо-пропил)галлий Ga(C3H7)3 Индий Триметилиндий In(CH3)3 Триэтилиндий In(C2H5)3 Азот Фенилгидразин Диметилгидразин Аммиак NH3 Фосфор Фосфин PH3 Мышьяк Арсин AsH3 Фениларсин Сурьма Триметилсурьма Триэтилсурьма Стибин SbH3 Кадмий Диметилкадмий Теллур Диметилтеллур Диэтилтеллур Ди(изо-пропил)теллур Кремний Моносилан SiH4 Дисилан Si2H6 Цинк Диэтилцинк Zn(C2H5)2
Полупроводники, выращиваемые с помощью MOCVD
III—V Полупроводники Арсенид галлия (GaAs) Фосфид индия (InP) InGaAs InAlAs InGaAlAs InGaAsP InGaAsN AlGaAs InGaAs AlGaP InGaP InAlP InAlP Нитрид галлия (GaN) InGaN InGaAlN Антимонид индия (InSb)
II—VI Полупроводники Селенид цинка (ZnSe) КРТ (HgCdTe)
См. также Напыление тонких плёнок Химическое осаждение из газовой фазы Газофазная эпитаксия
Примечания
Категория:Химическая технология Категория:Эпитаксия Категория:Технологии электроники