(MOCVD) oxidischer Dönnschich ten aus dem Materialsystem Barium

32 2 Grundlagen
beschreibt die Halid-Zersetzung (Bindungspartner ist das Halogen Fluor) zur
Abscheidung von Wolfram (a) und die Abscheidung von poly-Silizium (b) aus Silan.
SiH 4(g) � O 2(g) �SiO 2(s) � 2H 2(g)
(2.15)
SiCl 4(g) � 2CO 2(g) � 2H 2(g) �SiO 2(s)
� 4HCl(g) � 2CO(g) (2.16)
Gleichung (2.15) beschreibt die Bildung von Silizium-Dioxid unter Verwendung
elementaren Sauerstoffs – eine Oxidationsreaktion; Gl. (2.16) beschreibt eine Hydrolyse
– ein Austausch von funktionellen Gruppen. Bei der hier nicht dargestellten chemischen
Reduktion wird H2 gleichzeitig als Reduktionsmittel und Trägergas eingesetzt. Der
Wasserstoff steht als Reaktionspartner für unerwünschte Zersetzungsprodukte zur
Verfügung und hilft die Depositionstemperatur abzusenken, zieht man ein reines
Pyrolyseverfahren zum direkten Vergleich heran [170].
OMVPE und MOCVD
OMVPE (Organo-metallic Vapor Phase Epitaxy) entwickelte sich zu Beginn der
sechziger Jahre des letzten Jahrhunderts und wurde im Bereich der III/V-Halbleiter sehr
stark vorangetrieben. Der Terminus ‚MOCVD’ wurde im Jahre 1968 von Manasevit
geprägt (metal-organic chemical vapor deposition) [97]. Damit wollte er die Tatsache
hervorheben, dass Metalle, die in organischen Verbindungen gebunden waren, zur
Reaktionszone transportiert wurden. Eine wichtige Eigenschaft dieser metallorganischen
Verbindungen war die Möglichkeit, die Prozesstemperatur abzusenken. Es
wurden bevorzugt isolierende Substrate wie Al2O3, Glas oder Berylliumoxid verwendet.
Hierbei wurden die Grundlagen für die heute industriell etablierte III-V-
Halbleitertechnik gelegt, mit GaAs als herausragendem Materialsystem. Manasevit
stellte dieses Material aus Triethyl-Gallium (ein Metall-Alkyl) und Arsin (AsH3) her.
Die Modellierung der CVD-Abscheidung eines Multikomponenten-Oxids wie BST
wurde durch z. B. Mymrin et al. durchgeführt [174]. Basierend auf dem Navier-
Stokes’schen steady-state-Modell lassen sich dieser Arbeit beispielhaft
Reaktionskonstanten heterogener Reaktionen für relevante metall-organische
Precursoren zur Deposition von perovskitischen Dünnschichten entnehmen. Der Arbeit
ging die Modellierung der Zersetzungsreaktionen voraus, in der eine theoretische
Abhandlung über Gasphasenreaktionen unter der Annahme gleicher Precursoren
vorgestellt wurde [175][176]. Ein Überblick über typische MOCVD-Precursoren für
oxidische Prozesse – insbesondere aus der Perspektive zukünftiger Materialsysteme für
integrierte Speicheranwendungen – ist in [168] gegeben.
Die Anstrengungen zur Synthese anwendungsspezifischer Precursoren wurde in den
vergangenen Jahren erheblich verstärkt, so dass die angebotenen Precursoren, die der
Herstellung dünner Schichten (vorwiegend Multikomponentensysteme) oder Stacks
(Homo-/Heterostrukturen) dienen, eine flexible Grundlage zur Abscheidung