MOCVD分子束磊晶MBE.PPT

1 GaAs化合物半導體特性 Direct Gap vs. Indirect Gap Bandstructure 什麼是磊晶 磊晶片剖面示意圖 電子顯微鏡磊晶層剖面圖 砷化鎵磊晶技術 MBE量產設備 MBE成長示意圖 MOCVD量產設備 MOCVD反應成長室 MOCVD反應成長室示意圖 MOCVD成長示意圖 Metal Organic Source Carrier Gas Hydride Gases Carrier Gas N2/H2 Hydride Gases AsH3 PH3 NH3 Si2H6 磊晶成長程序 磊晶產品 砷化鎵磊晶產品用途 磊晶成長法 (MOCVD法) MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition MBE: Molecular Beam Epitaxy ?Trimethyl Gallium CH3 Ga CH3 CH3 (CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4 AsH3 H2 TMGa ? 排氣 基板 methanol: 甲醇, CH4; Methyl:甲基, (CH3)- ethanol: 乙醇, C2H6; Ethyl:乙基, (C2H5)- (CH3)3Ga (C2H5)3Ga MOCVD 法的特徵 主要用於光元件 (最近電子元件也常採用MOCVD法) 可成長多種材料 ? 易控制,再現性良好 使用特殊氣體,需使用特別的設備及管路 ? 會產生有毒氣體,需作特別的處理 MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition MBE: Molecular Beam Epitaxy Reaction of MOCVD Substrate Heater Gas Inlet TEG AsH3 Si2H6 H2 Substrate (CH3)3Ga + AsH3 ? GaAs + 3 CH4 (C2H5)3Ga + AsH3 ? GaAs + 3 C2H6 MOCVD 法與MBE法的比較 MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition MBE: Molecular Beam Epitaxy MBE MOCVD 10-7-10-6 torr 10-760 torr 晶層界面控制性 P系成長 選擇成長 ? ? ? ? ? ? ? GSMBE法與CBE法 GSMBE: Gas Source Molecular Beam Epitaxy CBE: Chemical Beam Epitaxy (MOMBE) (GSMB法) 10-6-10-5 torr 基板 Heater AsH3 Ga 分子束 分解 (CBE法) 10-5-10-4 torr 基板 Heater AsH3 TEGa 分子束 分解 分解 Loading GaAs buffer GaAs substrate Device structure Heating Growth Unloading Test and Package * 磊晶產品一般以其元件應用做為區分 MESFET：金屬半導體場效電晶體 HEMT：高電子遷移率電晶體 PHEMT：應變型高電子遷移率電晶體 HBT：異質接面雙載子電晶體 LD：雷射二極體 PD：光偵測二極體 LED：發光二極體 VCSEL：垂直共振腔面射型雷射 手機/基地台 (Handset/Base Station) 全球定位系統 (GPS) 直撥衛星 (DBS) 無線區域網路 (WLAN) 無線傳輸/通訊 (Wireless Communication) 汽車雷達 (Automotive Radar) 光纖通訊 (Fiber Communication) 雷射指示器/光偵測器/印表機 (Pointer/Detector/Printer) 光電顯示器 (Display) CD影音設備 (CD/DVD) 雷射醫療 (Medicine) 砷化鎵磊晶與產品應用關聯 基本磊晶技術與產品應用 Compound Semiconductors – III-V materials  Part of Periodic Table of the Elements - - Te Sb Sn In Cd - - - Se As Ge Ga Zn - - - S P Si Al Mg - Ne F O N C B Be Li VIII VII VI V IV III II I  group semiconductor VI