Quae sunt differentiae technologiarum MBE et MOCVD?

Tum M. Tamquam trabem epitaxy (MBE) et metallum-organicum eget vapor depositione (Mocvd) reactors agunt in tulerroom environments et uti eodem paro of Metrology instrumenta in laganas. Firmus-fons MBE utitur summus puritas, elementalis precursores calefacionem cellulis creare moleculares trabem ad enable depositione (cum liquido nitrogen usus est refrigerationem). In Contra, MOCVD est a eget vapor processus, usura ultra-pura, gaseous fontes ad enable depositione et requirit toxicus Gas tradens et abigat. Tum artes potest producendum identical epitaxy in aliqua materia systems, ut Arsenides. Et electionis unius ars super alia pro maxime materiae, processus, et fora est de quibus.

Deam hypotheticam Epitaxy

An MBE reactor typically comprises a sample transfer chamber (open to the air, to allow wafer substrates to be loaded and unloaded) and a growth chamber (normally sealed, and only open to the air for maintenance) where the substrate is transferred for epitaxial growth . MBE reactors agunt in ultra-alta vacuo (UHV) condiciones ne contaminationem a aer moleculis. Et thalamum potest calefactio accelerare evacuatione harum contaminantium si camera aperta est aere.

Saepe, in fons materiae epitaxy in MBE reactor sunt solidum semiconductors vel metallis. Hi sunt calefacta ultra eorum liquescens puncta (i.e. Source materia evaporatio) in effusione cellulis. Hic atomis vel moleculis aguntur in MBE vacuum camera per parva apertura, quae dat altus directional moculari trabem. Hoc impingat in calefacta subiecta; Plerumque ex uno-crystal materiae sicut Silicon, Gallium Arsenide (Gaas) vel Alia Semiconductors. Providemus quod moleculis non Desorb, et non diffundant subiecto superficies, promovendos epitaxial incrementum. Et epitaxy est igitur aedificavit-sursum iacuit per iacuit, cum singulis iacuit scriptor compositionem et crassitudo regit ad consequi desideravit optical et electrica proprietates.

Substratum centro adscenditur, intra thalamum incrementum, super possessor calefacto cryoshields circumdatus, versus effusionis cellulas et systema adapertum. Possessor invertatur ut praebeat depositionem uniformem et crassitudinem epitaxialem. Cryoshields sunt lamellae liquido-nitrogeniae refrigeratae quae contaminantium et atomorum in cubiculi insidiis quae antea in superficie subiecta non sunt captae sunt. contaminantes esse possunt ex corruptione subiecti in caliditatibus vel per 'per impletionem' de trabe hypothetica.

Reactorium ultra-summum vacuum MBE cubiculi reactor in-situ vigilantia instrumenta adhibenda dat ad processum depositionis moderandum. Reflexio altae industriae electronicae diffractionis (RHEED) ad vigilantiam superficiei incrementum adhibetur. Reflexio laseris, imaginatio scelerisque, et analysis chemicae (spectrometriae massae, Auger spectrometriae) compositionem materiae evaporationis resolvere. Ceteri sensores adhibentur ut temperaturas, pressuras et incrementa metirentur ut processum ambitum in tempore reali accommodarent.

Incrementum rate et temperatio

Incrementum epitaxiale, quod proprie est circiter tertia pars monolayi (0.1nm, 1Å) per alterum, afficitur rate fluxu (numerus atomorum ad superficiem subiectam, a fonte caliditatis regente) et temperatura subiecta. (quod affectat proprietates diffusivas atomorum in superficie subjectarum earumque desorptione, a calore subjecto temperata). Hi parametri independenter adaequantur et monitores intra reactorem MBE sunt, ut processus epitaxialis optimize.

Incrementa moderando et copia materiarum diversarum utens systematis mechanici, admixtionum ternariarum et quaternariarum et structurarum multi- stratarum fideliter ac saepe crescere possunt. Post depositionem, substratum lente deferbuit ut accentus scelerisque vitaret et eius crystallina structuram ac proprietates notare temptavit.

Material ad MBE

De characteres III-V materia systems in MBE sunt:

●  Silicon: Silicon Silicon Substrate requirit ipsum altum temperaturis ut cadmiae Desorption (> M ° C), ita artifex calentium et lagestis holders non requiritur. Exitus circa Mismatch in cancellos constant et expansion coefficientem facere III-v incrementum in Silicon an Active R & D topic.

●  Antimony: Pro III-Sb semiconductores, temperaturae subiectae humiles adhibendae sunt ad desorptionem a superficie vitandam. Item non congruentia in calidis temperaturis fieri potest, ubi una species atomica potius evaporatur ad materias non stoichiometricas.

● phosphoro: Nam III-p Alloys, phosphorous et deposita in medio de cubiculo, requiring tempus-consumens clean-sursum processus, quae potest facere brevem productio fugit unviable.

Metallum-organicum eget vapor depositione

MOCVD reactor summus temperatus, aquae refrigeratae cubiculi reactionem habet. Substratae collocantur in susceptore graphite calefacto vel RF, resistente vel IR calefactione. Vapores gerentes verticaliter injiciuntur in processu camerae supra subiectae. Accumsan uniformitas fit per optimizing temperatus, iniectio gasi, tota fluens gas, rotationis susceptor et pressionis. Porttitor felis sunt vel consectetuer vel nitrogenium.

Ad epitaxialem stratis deponendi, MOCVD praecursoribus metalli-organicis praecursoribus altissimi puritate utitur ut trimethylgallium pro gallium vel trimethylaluminium pro aluminio pro elementis coetus III et gasorum hydride (arsine et phosphine) pro elementis globi-V. Organica metalla in bullarum fluxu gasi continentur. Concentratio injecta in processum camerae temperatura et pressione metalli-organici et tabellionis gasi per bullarum fluxum determinatur.

Reagentes plene dissolutum super superficiem subiectam ad incrementum temperaturae, atomos metallos solvens et per-producta organica. Reagentium concentratio aptatur ad diversas structuras, III-V mixturae structuras, una cum cursu/vento mutandi ratio ad mixtionem vaporum aptandam.

Subiectum esse solet laganum unum laganum materiae semiconductoris ut gallium arsenide, indium phosphide, vel sapphiro. Oneratur in susceptorem intra cubiculum reactionem cui gasi praecursoris injiciuntur. Multum ex vaporibus metallo-organicis et aliis vaporibus per calefactum incrementum cubiculi immutatum iter pergunt, sed parva moles pyrolysin (rimat), species materiae creandi quae super superficiem subiecti calidi hauriunt. Superficies igitur reactio consequitur incorporationem elementorum III-V in iacum epitaxialem. Vel, desorptio e superficie fieri potest, cum insuetis reagentibus et reactionibus productis e camera evacuatis. Praeterea praecursores nonnulli inducere possunt incrementum negativum et schisma superficiei, ut in doping carbonis de GaAs/AlGaA, et cum dedicatis etchanalibus fontibus. Susceptus rotetur ut compositionem constantem et crassitudines epitaxiae curet.

Temperatura incrementum in MOCVD reactor requiritur, praesertim a pyrolysi praecursorum requisita, et deinde optimized circa mobilitatem superficiei. Incrementum determinatum ex vaporibus pressionis globi-III metallorum in bullarum fontibus organicis. Superficies diffusio passibus atomicis in superficie afficitur, substratis misorientibus saepe ob hanc causam adhibitis. Augmentum substratorum pii substratorum requirit gradus excelsissimos temperaturas ut oxydatum desorptionem (>1000°C), specialitas calentium postulans et detentores laganum substratum.

Et reactor est vacuum pressura et geometria significat quod in-situ magna techniques variantur illis MBE, cum MBE plerumque habens plus optiones et configurability. Nam Mucvd, emissivity-corrected Pyrometriam adhibetur in-situ, laganum superficiem temperatus mensurae (ut opponitur remotis, thermocouple mensurae); Reflectivity concedit superficiem roughening et epitaxial augmentum rate ut resolvitur; Wafer arcum mensuratur laser reflexionem; Et supplevimus organketallic concentratione potest metiri per ultrasonic Gas Cras, ad augendam accurate et reproducibilitatem de incrementum processus.

Typice, aluminium, quibus Alloys sunt crevit ad superiore temperaturis (> DCL ° C), dum phosphorous, quibus layers crevit in inferioribus temperaturis (

Nam almodum stricta stratis, ex facultatem ad petit utilitas Arsenide et phosphide materiae, iactabantur et ultricies fieri potest, ut ad Gaasp claustra et Ingaas Quantum Wells (QWS).

Summary

MBE plerumque habet plus in-situ Cras options quam Mocvd. Et epitaxial augmentum est accommodetur per fluxu rate et subiectum temperatus, quae sunt seorsim regi, cum consociata in-situ magna permittens multo clarius, recta, intellectus ad incrementum processus.

MOCVD ars valde versatilis est, quae amplis materiis deponere potest, inter semiconductores compositos, nitrides et oxydi, variato praecursore chemiae. Distincta moderatio progressionis incrementi permittit fabricationem machinarum semiconductorium complexorum cum proprietatibus discriminatim pro applicationibus in electronicis, photonicis et optoelectronics. MOCVD thalamum tersa celerior tempora MBE.

MOCVD praeclarum est ad regrowth feedback distributorum (DFBs) lasers, heterostructuras machinas sepultas, et fluctus ludibrium compaginatum. Hoc in- situm etinging semiconductoris includere potest. MOCVD ergo specimen est monolithic InP integrationis. Etsi integratio monolithica in GaAs in sua infantia est, MOCVD incrementum selectivam praebet aream, ubi locis dielectricis larvatus adiuvat spatium emissionis/absorptionis aequalitates. Hoc difficile cum MBE factu est, ubi polycrystal deposita in larva dielectric formare possunt.

In genere, MBE est modus incrementi electionis Sb materiarum et MOCVD est electio materiae P. Ambae artes incrementum habent similes facultates materiae sicuti fundatae. Traditional MBE solum mercatus, ut electronica, nunc aeque ac incremento MOCVD inserviri potest. Attamen, pro structuris magis provectis, qualia dot quantum et quantum laserarum cascades, MBE saepe pro basi epitaxy praefertur. Si epitaxial regrowth requiritur, MOCVD plerumque praeponitur, ob flexibilitatem et tescillationem et larvatum.