Epitaxia en fase de vapor metalorgánico
La epitaxia en fase de vapor organometálica ( MOVPE ), también conocida como epitaxia en fase de vapor organometálica ( OMVPE ) o deposición química en fase de vapor metalorgánica ( MOCVD ), [1] es un método de deposición química en fase de vapor que se utiliza para producir películas delgadas monocristalinas o policristalinas. Es un proceso de crecimiento de capas cristalinas para crear estructuras multicapa semiconductoras complejas. [2] En contraste con la epitaxia de haz molecular (MBE), el crecimiento de los cristales es por reacción química y no por deposición física. Esto no tiene lugar en el vacío , sino desde elfase gaseosa a presiones moderadas (10 a 760 Torr ). Como tal, esta técnica se prefiere para la formación de dispositivos que incorporan aleaciones metaestables termodinámicamente, [ cita requerida ] y se ha convertido en un proceso importante en la fabricación de optoelectrónica , como los diodos emisores de luz . Fue inventado en 1968 en el Centro de Ciencias de la Aviación de América del Norte (más tarde Rockwell International ) por Harold M. Manasevit .
En MOCVD, los gases precursores ultrapuros se inyectan en un reactor, generalmente con un gas portador no reactivo. Para un semiconductor III-V, podría usarse un metalorgánico como precursor del grupo III y un hidruro para el precursor del grupo V. Por ejemplo, el fosfuro de indio se puede cultivar con precursores de trimetilindio ((CH 3 ) 3 In) y fosfina (PH 3 ).
A medida que los precursores se acercan a la oblea semiconductora , se someten a pirólisis y las subespecies se absorben en la superficie de la oblea semiconductora. La reacción superficial de la subespecie precursora da como resultado la incorporación de elementos en una nueva capa epitaxial de la red cristalina semiconductora. En el régimen de crecimiento limitado por transporte de masa en el que normalmente operan los reactores MOCVD, el crecimiento está impulsado por la sobresaturación de especies químicas en la fase de vapor. [3] MOCVD puede hacer crecer películas que contengan combinaciones de grupo III y grupo V , grupo II y grupo VI , grupo IV .
La temperatura de pirólisis requerida aumenta con el aumento de la fuerza del enlace químico del precursor. Cuantos más átomos de carbono estén unidos al átomo metálico central, más débil será el enlace. [4] La difusión de los átomos en la superficie del sustrato se ve afectada por los pasos atómicos en la superficie.
La presión de vapor de la fuente orgánica de metal del grupo III es un parámetro de control importante para el crecimiento de MOCVD, ya que determina la tasa de crecimiento en el régimen de transporte de masa limitado. [5]
En la técnica de deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD), los gases reactivos se combinan a temperaturas elevadas en el reactor para provocar una interacción química, lo que da como resultado la deposición de materiales sobre el sustrato.
