Эпитаксияның перспективті түрлерінің технологиялық мүмкіндіктері

Содержание

Слайд 2

Молекулалы-сәулелік эпитаксияны алу
Металлорганикалық байланыстардан газфазалы эпитаксия

Дәріс жоспары

Молекулалы-сәулелік эпитаксияны алу Металлорганикалық байланыстардан газфазалы эпитаксия Дәріс жоспары

Слайд 3

Молекулалы-сәулелік эпитаксия өз кезегінде жұқа қабықшалардың вакуумдық тозаңдандыру процессінің аса жетілдірілген технологиясы

Молекулалы-сәулелік эпитаксия өз кезегінде жұқа қабықшалардың вакуумдық тозаңдандыру процессінің аса жетілдірілген технологиясы
болып саналады. Оның вакуумды тозаңдандыру әдісінен айырмашылығы технологиялық процесстің өте жоғары деңгейдегі бақылауымен ерекшеленеді. МСЭ әдісінде жұқа монокристаллды қабаттар қыздырылған монокристаллды подложкаға шоғырланады. Төсеніштің жоғары температурасы атомдардың төсеніш бетімен миграциялануына себеп болады, сол себептен де атомдар белгілі ретпен қатаң орналасады.

Молекулалы-сәулелік эпитаксияны алу

Слайд 4

Осымен монокристалл төсеніштегі пайда болғалы жатқан қабықшаның кристаллының өсу бағытын шамалаймыз.

Осымен монокристалл төсеніштегі пайда болғалы жатқан қабықшаның кристаллының өсу бағытын шамалаймыз. Эпитаксия
Эпитаксия процессінің табысты болуы қабықша мен төсеніш тор параметрлерінің қатынасына және дұрыс таңдалған төсеніш температурасы мен атқылайтын сәуле интенсивтілігіне тәуелді.
Монокристаллды қабықша төсеніш үстінде өсіп жатып төсенішпен химиялық байланысқа түспейтін болса, бұл құбылыс – гетероэпитаксия деп аталады.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 5

Ал егер қабықша мен төсеніштің химиялық құрамы жағынан бір-біріне айырмашылығы болмаса немесе

Ал егер қабықша мен төсеніштің химиялық құрамы жағынан бір-біріне айырмашылығы болмаса немесе
айтарлықтай аз болса, процесс – гомоэпитаксия немесе автоэпитаксия деп аталады.
Арнайы төсеніш қабырғасымен химиялық байланысқа түсе отырып орын алатын эпитаксия – хемоэпитаксия деп атаймыз.
Қабықша мен төсеніш арасындағы бөліп тұратын шекара болса төсеніштің құрылымын алады бірақ құрамы жағынан төсеніш пен қабықша материалынан тұратын болады.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 6

Өзге технологиялармен салыстырғанда МСЭ әдісі кристалл өсуінің баяулығымен және қолданылатын температураның төмендігімен

Өзге технологиялармен салыстырғанда МСЭ әдісі кристалл өсуінің баяулығымен және қолданылатын температураның төмендігімен
ерекшеленеді. Бұл әдістің артықшылықтарына әр түрлі текті материал атомдарының бірінен соң бірін отырғызудың жылдамдығы. Яғни процесс барысында бір атом шоқтары таусылған соң дереу екінші тозаңдандырғыш атом шоқтарын іске қосуға болады.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 7

Ең маңызды деген эпитаксиялы өсу қолданылатын атомдық процесстер:
Төсеніш бетіндегі құраушы атом мен

Ең маңызды деген эпитаксиялы өсу қолданылатын атомдық процесстер: Төсеніш бетіндегі құраушы атом
молекулалар адсорбциясы;
Атомдардың беттік миграциясы және адсорбіленген молекулалар диссоциациясы;
Бұрын алынған эпитаксиялы қабаттарға немесе төсеніштің кристалл торына атомдардың орнығу процессі;
Кристалл торға енгізілмеген атом және молекулаларды термиялық десорбциялау.
Бұл процесстер 3.1 суретте схемалық түрде көрсетілген.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 8

3.1-сурет. МСЭ процессімен жұқа қабықша алу барысында орын алатын беттік процесстер сызбасы.

3.1-сурет. МСЭ процессімен жұқа қабықша алу барысында орын алатын беттік процесстер сызбасы.
1- беттік диффузия; 2 - десорбция; 3 – алмасу диффузиясы; 4 – торға бірігу; 5 – беттік агрегация;

Слайд 9

Газдық фазадан жаңа материалды төсенішке конденсациялау атомдардың төсеніш бетімен соқтығысу жылдамдықтарымен анықталады:
бұл

Газдық фазадан жаңа материалды төсенішке конденсациялау атомдардың төсеніш бетімен соқтығысу жылдамдықтарымен анықталады:
жерде p - бу қысымы; M - бөлщектердің молекулалық салмағы; k - Больцман тұрақтысы; T - температура.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 10

МСЭ арқылы орын алатын беттік процесстер бірнеше кезеңдерден тұрады. Атап айтқанда, олардың

МСЭ арқылы орын алатын беттік процесстер бірнеше кезеңдерден тұрады. Атап айтқанда, олардың
әрқайсысы жеке сипатталуы мүмкін. Мысалы, десорбция процессінің жылдамдығы:

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 11

Негізінен эпитаксиялды қабықшаны өсірудің үш негізгі түрін қарастырады:
1. Қабаттық өсу (layer-by-layer growth).

Негізінен эпитаксиялды қабықшаны өсірудің үш негізгі түрін қарастырады: 1. Қабаттық өсу (layer-by-layer
Өсудің бұл түрінде қабықшаның әрбір жаңа қабаты алдыңғы қабат толық қалыптасып біткен соң ғана отырғызылады. Бұл өсу процессін Франк ван дер Мерв процессі деп те атайды. Ол 3.2а суретте көрсетілген.
2. Аралдық өсу процессі немесе Вольмер – Вебер өсуі (island growth, Vollmer – Weber, VW). Бұл механизм қабаттық өсу процессінің қарама-қарсы нұсқасы болып саналады.
3. Бұл екі өсу процесстерінің арасында Странски – Крастанова өсу процессі жатады. Бұл процессте бірінші қабат төсеніш бетін толық жауып тұрады да, оның үстіне қабықшаның үшөлшемді аралы өседі.

Молекулярлы-сәулелі эпитаксияны алу

Слайд 12

3.2 сурет. Өсу процесстерінің түрлері. а – қабаттық өсу; б – аралдық

3.2 сурет. Өсу процесстерінің түрлері. а – қабаттық өсу; б – аралдық
өсу; в – Странски – Крастанов өсуі.

Слайд 13

Өзінің жұқа қабықшалар алу процессінде химиялық қосылыстардың жүруінің қарапайымдылығымен ерекшеленетін газфазалы эпитаксия

Өзінің жұқа қабықшалар алу процессінде химиялық қосылыстардың жүруінің қарапайымдылығымен ерекшеленетін газфазалы эпитаксия
процессі жартылай өткізгіш материалдар қабықшаларын дайындауда кеңінен қолданылады. Алайда бұл процесс тек жартылай өткізгіш материалдар емес металлдар мен диэлектриктер қабықшалаырн даярлауда да қолданылады. Газфазалы эпитаксия процессінде өндірістік кремний өндірісінде кремнийдің сутек атмосферасында қалыпқа келу процессі көп қолданысқа ие болды.

Металлорганикалық қосылыстардан Газфазалық эпитаксия

Слайд 14

Бәрімізге мәлім GaAs қабықшасы алынған химиялық реакция былай жазылады:

Бәрімізге мәлім GaAs қабықшасы алынған химиялық реакция былай жазылады:
Имя файла: Эпитаксияның-перспективті-түрлерінің-технологиялық-мүмкіндіктері.pptx
Количество просмотров: 16
Количество скачиваний: 0