Technologická laboratoř MOVPE - příprava polovodičových struktur z organokovových sloučenin

Princip technologie

Technologie epitaxe z organokovových sloučenin (MOVPE -- z anglického Metal Organic Vapour Phase Epitaxy) patří do skupiny epitaxe z plynné fáze. Pro přípravu sloučeninových polovodičů využívá jako zdrojové materiály tzv. prekurzory, kterými jsou v tomto případě organokovové molekuly a hydridy. Tyto prekurzory jsou v plynné fázi spolu s nosným plynem, kterým je obvykle vodík nebo dusík s čistotou lepší než 1 ppb (1 molekula nečistoty na 109 molekul nosného plynu), dodávány do reaktoru. Čistota nosného plynu je v případě vodíku zajištěna difuzí přes palladiovou stěnu čističky. V reaktoru poté dochází nad zahřátým susceptorem, na kterém je umístěn počáteční substrát, k jejich tepelnému rozkladu a atomy takto vzniklé z prekurzorů tvoří na substrátu jednotlivé vrstvy materiálu. Touto metodou je možné připravit vysoce kvalitní a tenké monokrystalické polovodičové vrstvy s nízkou koncentrací nečistot. To je dáno tím, že jejich příprava probíhá za mnohem nižší teploty, než je teplota tání daných materiálů, proto jsou materiály připravené touto technologií dokonalejší než stejné materiály připravené např. tuhnutím z taveniny. Navíc je možné touto metodou připravovat struktury s různými materiály vrstev, tzv. heterostruktury.

Výhodou této technologie pro laboratorní využití je, že jedinou aparaturu lze použít pro přípravu širokého spektra polovodičů. Navíc je tato technologie spolu s technologií epitaxe z molekulárních svazků MBE (zavedená zkratka anglického Molecular Beam Epitaxy) vhodná pro přípravu heterostruktur i na úrovni nanosystémů. Oproti MBE má však velkou výhodu v tom, že struktury nevyžadují přípravu za podmínek vysokého vakua, MOVPE proto bývá upřednostňována v průmyslu.

S pomocí diagnostiky používané během epitaxního růstu je možné sledovat rychlost a kvalitu připravované struktury přímo během její výroby. Podrobnější popis těchto metod a technologického vybavení je uveden v záložce "Laboratoř".

celý text

 

MOVPE -  Princip   -  Aplikace   -  Naše výsledky       (pdf, nové okno)