Schematische Darstellung einfacher OMVPE Quellsubstanzen für das Wachstum von III/V und II/VI Verbindungshalbleitern:(a) DMZn, (b) TMGa, (c) AsH 3,

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Elisabeth Heintze
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1 Schematische Darstellung einfacher OMVPE Quellsubstanzen für das Wachstum von III/V und II/VI Verbindungshalbleitern:(a) DMZn, (b) TMGa, (c) AsH 3, (d) DMTe, (e) TBP, (f) IBP. - Wasserstoffatome,! - Kohlenstoffatome, M - Metallatome.

2 Schematische Darstellung von einfachen Alkylradikalen: (a) Methyl, (b) Ethyl, (c) n-propyl, (d) i-propyl, (e) sec-propyl, (f) i-butyl, (g) t-butyl, (h) Allyl, (i) Benzyl. " - Wasserstoffatome,! - Kohlenstoffatome, Zweifachbindungen sind dunkler abgesetzt.

3 Schematische Darstellung der ablaufenden chemischen Reaktionen, die zumkohlenstoffeinbau bei der OMVPE führen

4 Zerfallswahrscheinlichkeit des TMGa in H 2, D 2 und He als Funktion der Temperatur Zerfallsprodukte von 0.3% TMGa in D 2 als Funktion der Temperatur

5 Zerfallswahrscheinlichkeit für TEGa in H 2 (,9) und He ( )

6 Zersetzungswahrscheinlichkeit von 5% Arsin in verschiedenen Trägergasen und auf unterschiedlichen Oberflächen Vergleich der Zersetzungswahrscheinlichkeit von unterschiedlichen Quellsubstanzen für Arsen in einem Normaldruck OMVPE-Reaktor

7 Pyrolyse einer TMGa - AsH 3 Mischung für unterschiedliche V/III - Verhältnisse Pyrolyseprodukte für AsH 3 und TMGa für ein V/III - Verhältnis von 1.89 in D 2

8 Zersetzungswahrscheinlichkeit von TBAs in D 2 als Funktion der Temperatur: ( ) 3.0% TBAs über 50 cm 2 GaAs (ohne TMGa); ( ) 3.0% TBAs + 0.3% TMGa über 50 cm 2 GaAs; ( ) 0.9% TBAs + 0.3% TMGa über GaAs; ( ) 3.0 % TBAs über 1200 cm 2 GaAs (ohne TMGa); ( ) 0.9% TBAs + 0.3% TMGa über 1200 cm 2 GaAs. Zersetzungswahrscheinlichkeit von TMGa in D 2 als Funktion der Temperatur: (~) 3.0% TMGa über 50 cm 2 GaAs (ohne TMGa); (F) 3.0% TMGa + 0.3% AsH 3 über 50 cm 2 GaAs; (O) 3.0% TBAs + 0.3% TMGa über 50 cm 2 GaAs; (M) 0.9 % TBAs + 0.3% TMGa über 50 cm 2 GaAs; ( ) 0.9% TBAs + 0.3% TMGa über 1200 cm 2 GaAs.

9 Laterales und vertikales Wachstum als Funktion der Abscheidedauer Laterales und vertikales Wachstum als Funktion der Substrattemperatur

10 Schematische Darstellung der (a) [110] und (b) [-110] Stufen:(!) Substartmaterial; (") wachsende Schicht Laterales und vertikales Wachstum in Abhängigkeit vom Arsin Partialdruck

11 Abhängigkeit der GaAs Wachstumsgeschwindigkeit im TMGa - Arsin - System von der Substrattemperatur für unterschiedliche Totaldrücke und Strömungsgeschwindigkeiten Abhängigkeit der GaAs Wachstumsrate vom TMGa Partialdruck für verschiedene Wachstumsbedingungen im TMGa - Arsin - System

12 Abhängigkeit der Donator- und Akzeptorkonzentration von der Substrattemperatur Abhängigkeit der Dotanden und Ladungsträgerkonzentration von Arsin/TMGa - Verhältnis

13 Ladungsträgerkonzentration und Hallbeweglichkeit bei 77 K als Funktion des Totaldruckes (Arsin/TMGa = 75)

14 Metall - Liganden Bindungsenergie für einige Gruppe II und Gruppe III Alkyle Metall-Liganden Bindungsenergie für Gruppe V Alkyle

15 Schematische Darstellung der Abhängigkeit des chemische Potentials (hier mit dem vergelichbar mit dem Partialdruck) vom Reaktionsort: (a) Reaktionsbegrenzung, (b) Massetransportbegrenzung

16 Temperatur unabhängige Wachstumsrate des CdTe auf (100)InSb Substraten als Funktion des Gasdurchsatzes von in H 2 gelöstem DHTe Abhängigkeit der Zusammensetzung der Epitaxieschicht von der Gasphasenzusammensetzung

17 Festphasenzusammensetzung in Abhängigkeit von der Gasphasenzusammensetzung für InAs 1-x Sb x Festphasenzusammensetzung in Abhängigkeit von der Gasphasenzusammensetzung für III/V Mischkristalle

18 Festphasenzusammensetzung in Abhängigkeit von der Gasphasenzusammensetzung für GaAs 1-x Sb x. Die gestrichelten teile der Kurven entsprechen den Gebieten der Nichtmischbarkeit. Sb Einbau als Funktion des III/V-Verhältnisses in der Gasphase

19 Normierter Dotanteneinbau als Funktion der reziproken Substrattemperatur Dotanteneinbau als Funktion des AsH 3 Partialdruckes während der OMVPE

20 Phasendiagramm der Quarternären Verbindung In x Ga 1-x As y P 1-y als Funktion der Molverhältnisse in der Gasphase Phasendiagramm der Quarternären Verbindung In x Ga 1-x As y Sb 1-y als Funktion der Molverhältnisse in der Gasphase

Gasflasche (bubbler) von AIXTRON Long Term Stability through precise control of precursor injection and residue free evaporation, thus avoiding memory effects High Growth Rates through optimized heat

22 Gasflasche (bubbler) von AIXTRON Long Term Stability through precise control of precursor injection and residue free evaporation, thus avoiding memory effects High Growth Rates through optimized heat transfer to injected precursor species, maximizing evaporation rates as reflected in high saturation of vapor phase High Precursor Efficiency through precise control of precursor doses injected into evaporator volume and efficient evaporation hereof Fast Stoichiometry Control through separate and independent introduction of precursors into vaporizer Low Maintenance through contactless evaporation, avoiding clogging and parasitic decomposition which may lead to particle formation Low Cost of Ownership through high precursor efficiency and minimized precursor consumption during flushing

23 MOCVD von AIXTRON für Gruppe III-Nitride MOCVD von AIXTRON für 30 cm Wafer (high -k- und Ferroelektrika)

Halbleiterschicht Substrat allgemein n-gan i-gan AlGaN n-gan AlGaN

24 Struktur von Resonanz-Tunneldioden leitfähige Halbleiterschicht dünne Barriere leitfähige Halbleiterschicht dünne Barriere leitfähige Halbleiterschicht Substrat allgemein n-gan i-gan AlGaN n-gan AlGaN i-gan n-gan 100 nm 6 nm 3 nm 3 nm 3 nm 6 nm 2 µm Al O 2 3 auf GaN-AlGaN-Basis

25 Oberflächenprozesse bei der MOCVD Schematischer Aufbau einer MOCVD-Anlage

26 Reaktortypen (MOCVD)

27 Gesetzmäßigkeiten von Verbindungshalbleitern am Beispiel von InGaAsP

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