Un exemple de MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) est la croissance de semi-conducteurs composés utilisant des composés organométalliques comme précurseurs dans un processus épitaxial en phase gazeuse. Cette technologie implique l'utilisation de composés organiques des groupes III et II, ainsi que d'hydrures des groupes V et VI, qui sont décomposés thermiquement en phase vapeur pour déposer des couches monocristallines sur un substrat.
Explication détaillée :
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Matériaux précurseurs et configuration du processus :
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En MOCVD, les précurseurs sont généralement des composés organométalliques tels que le triméthylindium (TMI) pour les éléments du groupe III et l'arsine (AsH3) pour les éléments du groupe V. Ces précurseurs sont vaporisés à l'aide d'une lampe à incandescence. Ces précurseurs sont vaporisés dans un gaz porteur, généralement de l'hydrogène, et introduits dans une chambre de réaction. La chambre est généralement une installation à parois froides en quartz ou en acier inoxydable fonctionnant à la pression atmosphérique ou à basse pression (10-100 Torr). Le substrat, qui est placé au-dessus d'une base de graphite chauffée, est maintenu à des températures allant de 500 à 1200°C.Croissance épitaxiale :
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Les précurseurs vaporisés sont transportés par le gaz porteur jusqu'à la zone de croissance située au-dessus du substrat chauffé. Ils y subissent une décomposition thermique, un processus au cours duquel les composés organométalliques se décomposent et déposent leurs atomes métalliques sur le substrat. Il en résulte la croissance d'une fine couche de matériau monocristallin. Le processus est hautement contrôlable, ce qui permet d'ajuster avec précision la composition, les niveaux de dopage et l'épaisseur des couches déposées.
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Avantages et applications :
La MOCVD offre plusieurs avantages par rapport aux autres techniques de croissance épitaxiale. Elle permet de modifier rapidement la composition et la concentration de dopants, ce qui est crucial pour la croissance d'hétérostructures, de super-réseaux et de matériaux à puits quantiques. Cette capacité est essentielle pour la fabrication de dispositifs électroniques avancés tels que les DEL, les cellules solaires et les lasers à semi-conducteurs. La technologie est également évolutive et peut être utilisée pour la fabrication à haut débit, ce qui en fait une méthode privilégiée dans l'industrie des semi-conducteurs.
Précision et contrôle :
