三五族化合物半导体PPT学习教案

1、会计学1三五族化合物半导体三五族化合物半导体第1页/共17页积。积。第2页/共17页第3页/共17页化学气相沉积（化学气相沉积（CVDCVD）第4页/共17页CVD法的基本原理和过程法的基本原理和过程 化学气相沉积是利用气态物质在一固体材料表面上进行化学反应，生成固态沉积物的过程。CVD在本质上是一种材料的合成过程，其主要步骤有：（1）反应剂被携带气体进入反应器后，在基体材料表面附近形成边界后，然后在主气流中的反应剂越过边界扩散型材料表面。（2）反应剂被吸附在基体材料表面，并进行化学反应。（3）化学反应生成的固态物质，即所需要的沉积物，在基体材料表面成核，生长成薄膜。（4）反应后的气相产物离开

2、基体材料表面，扩散回边界层，并随输运气体排出反应室。第5页/共17页第6页/共17页第7页/共17页它是利用金属有机物为原料，在单晶衬底上外延生长各种它是利用金属有机物为原料，在单晶衬底上外延生长各种器件结构材料，如太阳能电池，半导体激光器，发光管，器件结构材料，如太阳能电池，半导体激光器，发光管，各种微电子器件，探测器等材料各种微电子器件，探测器等材料它能生长高质量的具有原子层或近于原子层的突变界面，它能生长高质量的具有原子层或近于原子层的突变界面，是分子束外延的竟争者。是分子束外延的竟争者。第8页/共17页第9页/共17页与常规的氯化物输运外延（与常规的氯化物输运外延（VPEVPE）相比，

3、）相比，MOCVDMOCVD具有下列一系列优点具有下列一系列优点： （1 1）、适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体；）、适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体； （2 2）、非常适合于生长各种异质结构材料；）、非常适合于生长各种异质结构材料； （3 3）、可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡；）、可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡； （4 4）、生长易于控制；）、生长易于控制； （5 5）、可以生长纯度很高的材料；）、可以生长纯度很高的材料； （6 6）、外延层大面积均匀性良好；）、外延层大面积均匀性良好； （7 7）、可以进行大规模生产）、可以进行大规模

4、生产。MOCVDMOCVD与另一种新型外延技术与另一种新型外延技术-分子束外延（分子束外延（MBEMBE）相比，不仅）相比，不仅具有具有MBEMBE所能进行的超薄层、陡界面外延生长的能力，而且还具所能进行的超薄层、陡界面外延生长的能力，而且还具有设备简单、操作方便、便于大规模生产等特点，因而比有设备简单、操作方便、便于大规模生产等特点，因而比MBEMBE具具有更大的实用价值。有更大的实用价值。 第10页/共17页第11页/共17页液相外延法（液相外延法（LPELPELiquid Phase EpitaxyLiquid Phase Epitaxy）第12页/共17页优点优点生长设备比较简单；生长

5、设备比较简单；生长速率快；生长速率快；外延材料纯度比较高；外延材料纯度比较高；掺杂剂选择范围较广泛；掺杂剂选择范围较广泛；外延层的位错密度通常比它赖以生长的衬底要低；外延层的位错密度通常比它赖以生长的衬底要低；成分和厚度都可以比较精确的控制，重复性好；成分和厚度都可以比较精确的控制，重复性好；操作安全。操作安全。缺点缺点当外延层与衬底的晶格失配大于当外延层与衬底的晶格失配大于1%1%时生长困难；由时生长困难；由于生长速率较快，难得到纳米厚度的外延材料；外于生长速率较快，难得到纳米厚度的外延材料；外延层的表面形貌一般不如气相外延的好。延层的表面形貌一般不如气相外延的好。第13页/共17页用途：用途：（1）制备超晶格结构；）制备超晶格结构； （2）生长具有多层结构的薄膜外延层）生长具有多层结构的薄膜外延层-各种异质结。各种异质结。特点特点: (a)它是个超高真空的物理淀积过程，不考虑化学反应和质它是个超高真空的物理淀积过程，不考虑化学反应和质 量传输，膜的组份和杂质浓度因源而调整；量传输，膜的组份和杂质浓度因源而调整；(b)它的温度最低，有效控制自掺杂和衬底热分解它的温度最低，有效控制自掺杂和衬底热分解 (c) 测试设备先进，生长速度严格控制，低达每分钟几十纳米。测试设备先进，生长速度严格控制，低达每分钟几十纳米。分