Technologie de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD)
Le dépôt chimique en phase vapeur d'organo-métalliques (MOCVD) est une nouvelle technologie de croissance par épitaxie en phase vapeur développée sur la base de l'épitaxie en phase vapeur (VPE). MOCVD utilise des composés organiques d'éléments du groupe III et du groupe II et des hydrures d'éléments du groupe V et du groupe VI comme source de croissance cristalline, et effectue une épitaxie en phase vapeur sur le substrat par réaction de décomposition thermique pour développer divers groupes principaux III-V, sous-groupe II-VI les semi-conducteurs composés et les matériaux monocristallins en couches minces de leurs solutions solides multicomposants.Ganwafer can grow epiwafers, like III-V epiwafer, GaN epiwafer, SiC epi wafer and etc, by MOCVD technique.
1. Principe de fonctionnement du MOCVD
Habituellement, le processus de croissance MOCVD est le suivant : le matériau source de réaction dont le débit est contrôlé avec précision est passé dans la chambre de réaction en quartz ou en acier inoxydable sous le gaz porteur (généralement H2, certains systèmes utilisent N2), et la couche épitaxiale est développée après la réaction de surface se produit sur le substrat. Le substrat est placé sur une base chauffée. Le gaz résiduaire restant après la réaction est balayé hors de la chambre de réaction et évacué du système après avoir traversé un dispositif de traitement du gaz résiduaire qui élimine les particules et la toxicité. Le principe de fonctionnement de MOCVD est illustré dans la figure :
Principe de fonctionnement du système MOCVD
2. Supériorité de la technologie MOCVD
Par rapport aux autres techniques de croissance épitaxiale, la technologie MOCVD présente les avantages suivants :
1) Les composants et dopants utilisés pour la croissance des matériaux semi-conducteurs composés sont introduits dans la chambre de réaction de manière gazeuse. Par conséquent, la composition, la concentration de dopage, l'épaisseur, etc. peuvent être contrôlées en contrôlant avec précision le débit et le temps d'activation et de désactivation de la source gazeuse pour développer des matériaux en couches minces et ultra-minces.
2) Le débit de gaz dans la chambre de réaction est plus rapide, adapté à la croissance d'hétérostructures et de matériaux de super-réseaux et de puits quantiques.
3) La croissance cristalline est réalisée sous la forme d'une réaction chimique de pyrolyse, qui est une croissance épitaxiale dans une seule zone de température. Tant que l'uniformité du flux de gaz source de réaction et de la distribution de température est bien contrôlée, l'uniformité du matériau épitaxial peut être garantie. Par conséquent, il convient à la croissance épitaxiale de plusieurs feuilles et de grandes feuilles, et convient à la production de masse industrialisée.
4) Habituellement, le taux de croissance des cristaux est proportionnel au débit de la source III, de sorte que le taux de croissance peut être ajusté dans une large plage. Des taux de croissance plus rapides conviennent à la croissance par lots.
5) La structure de la chambre de réaction est relativement simple en raison de la faible exigence de degré de vide.
En fait, la partie la plus attrayante de la technologie MOCVD est sa polyvalence. Tant qu'une source organométallique appropriée peut être sélectionnée, une croissance épitaxiale peut être effectuée. De plus, tant que la distribution uniforme du débit d'air et de la température est assurée, une grande surface de matériau uniforme peut être obtenue, ce qui convient à une production industrielle à grande échelle.
3. Applications spécifiques du dépôt chimique en phase vapeur métal-organique
Après près de 20 ans de développement rapide, MOCVD est devenu l'une des technologies clés pour la préparation de matériaux composés semi-conducteurs. Afin de répondre aux besoins du développement de la technologie microélectronique et optoélectronique, GaAlAs/GaAs, GaInP/GaAs, InAs/InSb, InGaN/GaN, AlGaN/GaN, GaInAsP/InP, AlGaInAs/GaAs et d'autres couches minces sont préparés par MOCVD .
Le développement de la technologie MOCVD est étroitement lié à la demande de recherche sur les matériaux semi-conducteurs composés et de fabrication de dispositifs, qui à son tour favorise le développement de nouveaux dispositifs. À l'heure actuelle, la technologie MOCVD est utilisée dans la fabrication de divers types principaux de dispositifs à semi-conducteurs composés, notamment : HEMT, PHEMT, HFET, HBT, laser à puits quantique, laser à surface à cavité verticale, LED, etc.
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