Wat is MOCVD (metaalorganische dampafzetting)?

Methode om kristallen te laten groeien met metaalorganische verbindingen en brongassen zoals ammoniak. Wordt veel gebruikt voor de groei van verbindingshalfgeleiders zoals GaN en GaAs.

Japanse benaming: MOCVD(有機金属気相成長)

“MOCVD (metaalorganische dampafzetting)” komt voor in 7 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. Epitaxiale groei, Verbindingshalfgeleiders, Procesmaterialen (gassen, chemicaliën).

Vakgebied: Epitaxiale groei

Nu oefenen: vragen over MOCVD (metaalorganische dampafzetting)

Wat is de belangrijkste reden dat met Mg gedoteerd GaN dat met MOCVD is gegroeid direct na de groei hoogohmig is en niet p-type wordt, en welke tegenmaatregel hoort daarbij?

  1. AMg verdampt en verdwijnt, dus er wordt meer Mg toegevoegd
  2. BWaterstof bindt aan Mg en maakt de acceptor inactief, dus wordt geactiveerd door warmtebehandeling in stikstof of bestraling met elektronen
  3. CGaN is een isolator, dus p-type maken is onmogelijk
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Waterstof bindt aan Mg en maakt de acceptor inactief, dus wordt geactiveerd door warmtebehandeling in stikstof of bestraling met elektronen

Waterstof afkomstig van onder meer de ammoniak als MOCVD-grondstof bindt aan Mg en vormt Mg-H-complexen, waardoor de acceptor niet werkt. In 1989 slaagden Hiroshi Amano en collega's erin p-type te verkrijgen door bestraling met elektronen, en in 1992 vonden Shuji Nakamura en collega's een voor massaproductie geschikte methode: warmtebehandeling (annealing) bij circa 700 °C in stikstof, waarbij het waterstof wordt verdreven. Nadat waterstof als oorzaak was opgehelderd, kwam de praktische toepassing van blauwe LED's en lasers in een stroomversnelling.

Waarvoor wordt MOCVD (metaalorganische chemische dampafzetting) vooral gebruikt?

  1. AThermische oxidatie van silicium
  2. BPlateren van Cu-bedrading
  3. CEpitaxiale groei van samengestelde halfgeleiders zoals GaN
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Epitaxiale groei van samengestelde halfgeleiders zoals GaN

Bij MOCVD reageren metaalorganische verbindingen zoals trimethylgallium en hydridegassen zoals ammoniak op een verhit substraat, waarbij het kristal van een samengestelde halfgeleider groeit. Door het omschakelen van gassen kan de samenstelling met een resolutie van enkele nm worden veranderd, en er kunnen per run tientallen wafers worden verwerkt, wat massaproductie mogelijk maakt. MOCVD wordt breed toegepast voor blauwe en witte leds op GaN-basis, halfgeleiderlasers, hoogfrequent- en vermogenscomponenten en ook voor de productie van zonnecellen.

“MOCVD (metaalorganische dampafzetting)” in de toelichting

Vragen met “MOCVD (metaalorganische dampafzetting)” (7)

  1. Wat is de belangrijkste reden dat met Mg gedoteerd GaN dat met MOCVD is gegroeid direct na de groei hoogohmig is en niet p-type wordt, en welke tegenmaatregel hoort daarbij?
  2. Waarvoor wordt MOCVD (metaalorganische chemische dampafzetting) vooral gebruikt?
  3. Wat betekent de 'V/III-verhouding' die bij de groei van GaN met MOCVD als voorwaarde wordt beheerst?
  4. Welke uitspraak over de omgang met organometaalverbindingen zoals trimethylgallium (TMGa), de grondstoffen van MOCVD, is juist?
  5. Welke uitspraak over de kenmerken van MBE (moleculaire bundelepitaxie) is juist?
  6. Welke methode laat een kristal op een substraat neerslaan en groeien uit bijvoorbeeld een oplossing in gesmolten metaal?
  7. Welke methode wordt gebruikt om een dikke GaN-laag snel te laten groeien om een vrijstaand GaN-substraat te maken?

Verwante termen

GaN (galliumnitride) Numerieke apertuur (NA) GaAs (galliumarsenide) MBE (molecular beam epitaxy) Acceptor Gloeien (annealing) HEMT (high electron mobility transistor) Contact HVPE (hydride-dampfase-epitaxie) 4H-SiC

Naar de woordenlijst