Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции Мигас Дмитрий Борисович / Лекция 5. Химическое_осаждение.ppt
Скачиваний:
19
Добавлен:
06.01.2024
Размер:
5 Mб
Скачать

Химическое осаждение из газовой фазы

Химическое осаждение из газовой фазы chemical vapor deposition, CVD

Физико-химические процессы

-термическое разложение газообразных химических соединений

-взаимодействие двух или более газообразных веществ, приводящее к образованию твердого осадка

-пиролиз газообразных углеводородов

-химическое взаимодействие газообразных веществ с твердыми подложками

Химическое осаждение из газовой фазы chemical vapor deposition, CVD

Физико-химические процессы

Технология химического осаждения из газовой фазы используется для получения пленок, наношнуров, нанотрубок с аморфной или монокристаллической структурой. Применяется для создания полупроводниковых эпитаксиальных структур (пленок). Их формирование включает ориентированный рост монокристаллической пленки из реагентов, поступающих из газовой фазы, на подходящей для этих целей монокристаллической подложке.

Химическое осаждение из газовой фазы

Принципиальная компоновка установки для химического осаждения пленок из газовой фазы металлорганических соединений

Триметилгаллий ((CH3)3Ga) и триметилалюминий ((CH3)3Al)

Гидрид мышьяка AsH3

(CH3)3Ga + AsH3 → GaAs↓ + 3CH4 при 650° С и атмосферном давлении

Химическое осаждение из газовой фазы

Используемые материалы металлорганические соединения («металлорганика – соединения, имеющие химические связи металл-углерод, а также металл- кислород-углерод и координационные связи между металлами и органическими молекулами») – алкилы металлов с метиловой (CH3) и этиловой (C2H5) группами

радикалов (чаще всего жидкости) – источники следующих материалов: Be, Mg, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As, Sb, Te, Fe

гидриды (чаще всего жидкости) – источники следующих материалов: Si, Ge, P, As, S, Se

аммиак (NH3) – источник N

Получаемые материалы: C, Si, Ge, нитриды, полупроводниковые соединения AIIIBV, AIIBVI

Химическое осаждение из газовой фазы

Используемые материалы – алкилы металлов

(C2H5)2Be Диэтилбериллий

(C2H5)4Ge Тетраэтилгерманий

(C2H5)2Mg Диэтилмагний

(CH3)2Sn Диметилолово

(C5H4CH3)2Mg Дитолилмагний

(C2H5)2Sn Диэтилолово

(CH3)2Zn Диметилцинк

(CH3)3P Триметилфосфин

(C2H5)2Zn Диэтилцинк

(C2H5)3P Триэтилфосфин

(CH3)2Cd Диметилкадмий

(t-C4H9)3P Третичный

(CH3)3Al Триметилалюминий

бутилфосфин

(CH3)3As

(C2H5)3Al Триэтилалюминий

Триметиларсин

(C2H5)3As

iso-(C4H9)3Al Триизобутилалюминий

Триэтиларсин

(CH3)4As2

(CH3)3Ga Триметилгаллий

Тетраметилдиарсин (C4H9)4As

(C2H5)3Ga Триэтилгаллий

Тетрабутиларсил (CH3)3Sb

(CH3)3In Триметилиндий

Триметилсурьма (C2H5)3Sb

(C2H5)3In Триэтилиндий

Триэтилсурьма

(CH3)2Te

(C3H7)3In Трипропилиндий

Диметилтеллур (C2H5)2Te

(CH3)4Si Тетраметилкремний

Диэтилтеллур

Fe(CO)5

(C2H5)4Si Тетраэтилкремний

Пентакарбонил железа (C5H5)2Fe

(CH3)4Ge Тетраметилгерманий

Ферроцен

 

Химическое осаждение из газовой фазы

Используемые материалы – гидриды

SiH4

Силан

GeH4

 

Герман

Si2H6

Дисилан

Ge2H6

Дигерман

Si3H8

Трисилан

Ge3H8

Тригерман

Si4H10 Тетрасилан

PH3

Фосфин

H2Se Селеноводород

AsH3

 

Арсин

 

 

H2S

Сероводород

Химическое осаждение из газовой фазы, стимулированное газоразрядной плазмой

plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD

Принципиальная компоновка установки

Синтез при пониженных давлении (0,1 – 10Торр) и температуре

Газоразрядная плазма, возбуждаемая подачей ВЧ напряжения на электроды, ускоряет диссоциацию молекул реакционных газов. Добавляют инертный газ, обеспечивающий стабильность горения плазмы. Нижний электрод вращают вокруг своей оси для равномерности осаждения материала на подложке.

Химическое осаждение из газовой фазы, стимулированное газоразрядной плазмой

Основные стимулирующие факторы, связанные с газоразрядной плазмой

-ускорение электронов в плазме при передаче энергии от внешнего источника

-возбуждение нейтральных атомов посредством столкновений с электронами

-ионизация нейтральных атомов под действием столкновений с электронами

-ионизация нейтральных атомов из-за столкновений с другими атомами или ионами

-рекомбинация ионов и электронов, сопровождаемая излучением

Химическое осаждение из газовой фазы, стимулированное газоразрядной плазмой

Роль водорода

-травление уже осажденного на подложку материала путем удаления радикалов

-формирование более компактной структуры пленки

-формирование поликристаллического материала пленки путем усиления процесса ее кристаллизации

Соседние файлы в папке Лекции Мигас Дмитрий Борисович