MOCVD技术在光电薄膜中的应用

时间:2021-05-23作者:佚名

一、引言

近年来,随着半导体工业的发展以及高速光电信息时代的来临,LPE、VPE等技术在半导体业生产中的作用越来越小;MBE与MOCVD技术相比,由于其设备复杂、价格更昂贵,生长速度慢,且不适pC-长含有高蒸汽压元素(如P)的化合物单晶,不宜于工业生产。而金属有机物化学气相淀积(MOCVD),1968年由美国洛克威公司的Manasevit等人提出制备化台物单晶薄膜的一项新技术;到80年代初得以实用化。经过近20年的飞速发展,成为目前半导体化台物材料制备的关键技术之一。广泛应用于包括半导体器件、光学器件、气敏元件、超导薄膜材料、铁电/铁磁薄膜、高介电材料等多种薄膜材料的制备。

二、MOCVD的主要技术特点

国内外所制造的MOCVD设备,大多采用气态源的输送方式,进行薄膜的制备。气态源MOCVD设备,将MO源以气态的方式输送到反应室,输送管道里输送的是气体,对送入反应室的MO源流量也以控制气体流量来进行控制。因此,它对MO源先体提出应具备蒸气压高、热稳定性佳的要求。用气态源MOCVD法沉积一些功能金属氧化物薄膜,要求所选用的金属有机物应在高的蒸气压下具有高的分子稳定性,以避免输送过程中的分解。然而,由于一些功能金属氧化物的组分复杂,元素难以合成出气态MO源和有较高蒸气压的液态MO源物质,而蒸气压低、热稳定性差的MO源先体,不可能通过鼓泡器(bubbler)由载气气体输运到反应室。

然而采用液态源输送的方法,是目前国内外研究的重要方向。采用将液态源送入汽化室得到气态源物质,再经过流量控制送入反应室,或者直接向反应室注入液态先体,在反应室内汽化、沉积。这种方式的优点是简化了源输送方式,对源材料的要求降低,便于实现多种薄膜的交替沉积以获得超品格结构等。

三、MOCVD技术的优缺点

MOCVD技术在薄膜晶体生长中具有独特优势:

1、能在较低的温度下制备高纯度的薄膜材料,减少了材料的热缺陷和本征杂质含量;

2、能达到原子级精度控制薄膜的厚度;

3、采用质量流量计易于控制化合物的组分和掺杂量;

4、通过气源的快速无死区切换,可灵活改变反应物的种类或比例,达到薄膜生长界面成份突变。实现界面陡峭;

5、能大面积、均匀、高重复性地完成薄膜生长。适用于工业化生产;

正是MOCVD这些优势(与MBE技术一起)。使化合物单晶薄膜的生长向结构区域选择的微细化,组分多元化和膜厚的超薄化方向发展,推进着各种异质结材料应运而生,实现了生长出的半导体化合物材料表面平滑、掺杂均匀、界面陡峭、晶格完整、尺寸精确,满足了新型微波、毫米波半导体器和先进的光电子器的要求,使微波、毫米波器件和先进的光电子器件的设计和制造由传统的“掺杂工程”进人到“能带工程”和“电子特性与光学特性裁剪”的新时代。人们已经能够在原子尺度上设计材料的结构参数,从而人为确定材料的能带结构和波涵数,制备出量子微结构材料。

但MOCVD设备也有自身的缺点,它与MBE设备一样价格不菲,而且由于采用了有机金属做为源,使得在使用MOCVD设备时不可避免地对人体及环境产生一定的危害。这些都无形中增加了制备成本。对于低压生氏,系统只需要配置机械泵和压力控制器就可控制生长压力;但是所配置的泵要有较大的气体流量承载量。MOCVD生长中,我们所用的许多反应源(例如PH3、AsH3、H2S以及一些MO源)都是有毒的物品,进行合理的尾气循环处理是非常必要的。因此,在设计和使用时要考虑到这些因素,做好安全防护措。对于一些功能金属氧化物薄膜而言,寻找高蒸气压、热稳定性佳的MO源先体是比较困难的事。这就使得传统的MOCVD技术不能够制备上述的金属氧化物薄膜,更不能同时制备不同材料的薄膜。对源材料要求苛刻,这在很大程度上制约了金属氧化物的MOCVD技术的发展。

相关阅读

如何有效测试LED灯的启动,上升和频闪效应

由于LED固态照明产品具有的发光效率好,寿命长,可靠性高等独特特性,因而越来越受市场和消费者的青睐。但同时由于LED响应速度快,而且也不具备传统灯具的热惯性和余辉效应,所...
2021-05-23

盘点:国际社会通常大功率LED芯片的制造方法

中国半导体照明网讯 要获得大功率LED器件,有必要准备一个合适的大功率LED面板灯芯片。国际社会通常是大功率LED芯片的制造方法归纳如下: ①增加发光的大小。单一的LED发光区域和...
2021-05-23

【电气施工】电缆桥架与敷设规范——桥架选不对,电缆全白费

一、引言:桥架虽小,命门所在在电气施工现场,电缆桥架往往是最不起眼却又最容易出问题的环节。很多老师傅凭经验干活,"差不多就行"的思维根深蒂固,结果投运后不是桥架垮塌就是电缆...
2026-07-04

COB封装技术在LED照明上的应用

附件是深圳晶蓝德灯饰有限公司刘世全的《COB封装在照明上的应用》演讲资料,其中主要内容有: 一、什么是LED COB封装; 二、LED COB封装的优点; 三、LED COB封装的应用案例。 请点击下载...
2021-05-23

盘点:2015中国半导体照明产业七大技术热点

技术的进步不但推动科技和行业的发展与进步,使行业发展呈现出阶段性的特点,并拥有时代特征。回顾2015,CSP、UV LED、量子点LED、石墨烯、硅衬底……都是过去一年LED产业技术发展的...
2021-05-23
盘点:2015中国半导体照明产业七大技术热点

热销商品

12V星空顶筒灯嵌入式阳台卧室客厅氛围迷你呼吸小射灯满天星天花

12V星空顶筒灯是一款专为营造浪漫氛围而设计的迷你嵌入式射灯,适用于阳台、卧室、客厅等空间。采用低功耗LED光源,安全节能,光线柔和均匀,支持呼吸模式与满天星效果,可...
¥ 7.65

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

喜美诺排插插座面板多孔排插家用宿舍接线板插排国标线板延长线

喜美诺排插,一款精心设计的多孔插座面板,专为家庭和宿舍环境而造。它不仅提供便捷的接线体验,更符合国标安全标准,确保使用过程中的安全与稳定。这款排插采用高质量材...
¥ 11.9

O型圈氟橡胶圆条丁腈胶硅胶垫片防水O三元乙丙EPDM密封件骨架油封

O型圈、氟橡胶圆条、丁腈胶、硅胶垫片、三元乙丙(EPDM)密封件及骨架油封是广泛应用于机械、汽车、航空航天及建筑等领域的关键密封元件。氟橡胶耐高温、耐腐蚀,适用...
¥ 1

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

网站栏目