光电薄膜材料 MOCVD(金属有机气相沉积)技术 介绍课件.ppt

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1、MOCVD（金属有机气相沉积）技术在光电薄膜方面的应用及其最新进展环102-2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，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

2、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。一、MOCVD的主要技术特点二、MOCVD技术的优缺点三、MOCVD技术在光电方面新的应用四、MOCVD技术在光电方面的发展趋势一、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。用气态源MOCVD

3、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，不可能通过鼓泡器由载气气体输运到反应室。MOCVD设备原理图及主要参数MOCVD设备实物图片二、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

4、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；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。为了克服上述技术或设备存在的缺点，解决传统MOCVD设备存在气态源MOCVD不同材料之间蒸气压差

5、大难以控制及输送的障碍的问题，对源材料要求降低，便于实现金属氧化物薄膜中多种薄膜的交替沉积。国内外发展MOCVD技术的关键是合适的源材料，或者采用变通的先体输运技术。三、MOCVD技术在光电方面新的应用MOCVD技术的发展与化合物半导体材料研究和器件制造的需求紧密相关，反过来又促进了新型器件的研制，目前各种主要类型的化合物半导体器件制作中都用到了MOCVD技术。mocvd万级空调净化方案MOCVD设备专用——石墨盘加热丝目前用于军事电装备的微波毫米器件、高温半导体器特别是先进的光电子器件，都采用M

6、OCVD和MBE为主流技术进行薄膜材料生长，这些高端器件直接影响着军事装备的功能、性能和先进性。为了国家的安全和营造经济建设的和平环境，不断提高我国军事力量，是关系到国家安危头等大事。国防建设迫切需要发展MOCVD技术。微波毫米器件高温半导体四、MOCVD技术在光电方面的发展趋势1、向高投片量、向高产量方向发展；2、基片向大尺寸方向发展；3、薄膜厚度向薄层、超薄层方向发展，超晶格、量子阱、量子线、量子点材料和器件研究十分火热。量子阱器件、量子点激光器已问世，其发展潜力无可估量，成为向纳米电子技术进

7、军的基地；4、薄膜结构区域向微细化，组分向多元化方向发展。满足器件多功能、小尺寸、低功耗、高功率密度、便于集成的发展要求；5、多种衬底上异质材料的生长同时并进开发，GaAs技术目前最为成熟，充分发挥InP衬底的优异性能，挖掘lnP衬底的潜力的研究正在广泛进行；6、宽带隙的材料研究受到高度重视，特别是以CaN为代表的第三代半导体材料的研究，已成为各国业内科学家研发的热点；SiC材料已研制成功许多性能优异的器件，如MOSFET、MESFET、JFET等。LG的子公司LGInnotek也加大了LED芯片

8、的产能，LGInnotek在2009已经购买了50台MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)设备。MOCVD技术在半导体材料和器件及薄膜制备方面取得了巨大的成功。尽管如此，MOCVD仍是一种发展中的半导体超精细加工技术，MOCVD技术的进一步发展将会给微电子技术和光电子技术带来更广阔的前景。谢谢环102-2