Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

if.pwr.wroc.pl
from if.pwr.wroc.pl More from this publisher
22.01.2014 Views

Dla wielu metali temperatury dostępne w standardowych komórkach efuzyjnych są niewystarczające dla otrzymania wymaganego ciśnienia par atomów. W tych przypadkach konieczne jest uŜycie dział elektronowych [21] (schemat na rys. 2.3). Działa elektronowe pozwalają na rozgrzanie materiału do bardzo wysokich temperatur. Rys.2.3 Schemat otrzymywania wiązek atomowych z wykorzystaniem działa elektronowego [20]. 2.22 Metoda MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition −osadzanie z par chemicznych związków metaloorganicznych) MOVPE − czyli epitaksja z fazy gazowej z uŜyciem związków metaloorganicznych, zwane równieŜ MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition − osadzanie z par chemicznych związków metaloorganicznych), to technika polegająca na osadzaniu warstw ze związków metaloorganicznych (patrz rysunek poniŜej) [22]. Osadzanie zachodzi przy ciśnieniu atmosferycznym lub obniŜonym (LPMOVPE) do 70÷100 tora (w obu przypadkach w systemie rury otwartej). Minimalne szybkości wzrostu warstw są rzędu kilku nm/min., zaś najczęściej stosowane to 15÷25nm/min. Gaz nośny (najczęściej wodór) przepływając przez saturator nasyca się parami związku metaloorganicznego, których stęŜenie określone jest temperaturą saturatora i przenosi te opary do reaktora. Tu dostarczane są takŜe domieszki. Jednorodna mieszanina gazów ulega w wysokiej temperaturze pirolizie (rozkładowi) i dochodzi do grzanego podłoŜa w postaci atomów lub cząsteczek osadzanej substancji, które są wiązane na jego powierzchni. Kinetyką wzrostu w technice MOVPE jest stosunkowo łatwo sterować, ze względu na małą czułość zmian temperatury procesu (dopuszczalne wahania ±5K). 14

Rys.2.4. Schematyczne przedstawienie systemu MOVPE( na podstawie [22]) Technika MOVPE nie wymaga skomplikowanej aparatury, aby moŜna ją było wykonać. Wymagany jest przede wszystkim szczelny reaktor i grzanie indukcyjne lub radiacyjne (lampy halogenowe) grafitowej podstawy podłoŜa. WaŜne zalety tej metody to przede wszystkim: • mała czułość na zmiany temperatury procesu; • łatwość sterowania składem osadzanej warstwy; • moŜliwość otrzymywania jednorodnych struktur na duŜych powierzchniach; Głównie te czynniki zadecydowały o tym, Ŝe w technologii MOVPE stosunkowo prosto moŜna otrzymać wielowarstwowe heterostruktury o poŜądanych parametrach, aŜ do wielokrotnych studni kwantowych włącznie. 2.3 Właściwości supersieci półprzewodnikowych Właściwości supersieci róŜnią się od właściwości półprzewodników wchodzących w jej skład [7]. W efekcie kwantowego efektu rozmiarowego – w wyniku nakładania się funkcji falowych poszczególnych studni, moŜliwemu dzięki małej grubości barier – w paśmie przewodnictwa i walencyjnym, powstają podpasma 3 . Zmieniając szerokość warstw (poprzez zmianę szerokości przerw energetycznych oraz grubości barier i studni) moŜna wpływać na połoŜenie i rozmiary podpasm, regulować wielkość przerw wzbronionych oraz masy efektywne nośników. 3 W literaturze często spotyka się równieŜ termin minipasma lub subpasma. W supersieciach periodycznych istnieje moŜliwość obliczenia energii minipasm kilkoma sposobami. MoŜna to uczynić stosując metodę ciasnego wiązania bądź teŜ dokonać rachunku w sposób ścisły. Oba sposoby prowadzą do uzyskania przybliŜonych wzorów na energię minipasm zaleŜną od liczb: q – numeruje stany w obrębie minipasma i ma sens wektora falowego; j – numeruje kolejne minipasma [7]. 15

Rys.2.4. Schematyczne przedstawienie systemu MOVPE( na podstawie [22])<br />

Technika MOVPE nie wymaga skomplikowanej aparatury, aby moŜna ją<br />

było wykonać. Wymagany jest przede wszystkim szczelny reaktor i grzanie<br />

indukcyjne lub radiacyjne (lampy halogenowe) grafitowej podstawy podłoŜa.<br />

WaŜne zalety tej metody to przede wszystkim:<br />

• mała czułość na zmiany temperatury procesu;<br />

• łatwość sterowania składem osadzanej warstwy;<br />

• moŜliwość otrzymywania jednorodnych struktur na duŜych<br />

powierzchniach;<br />

Głównie te czynniki zadecydowały o tym, Ŝe w technologii MOVPE stosunkowo<br />

prosto moŜna otrzymać wielowarstwowe heterostruktury o poŜądanych<br />

parametrach, aŜ do wielokrotnych studni kwantowych włącznie.<br />

2.3 Właściwości supersieci półprzewodnikowych<br />

Właściwości supersieci róŜnią się od właściwości półprzewodników wchodzących<br />

w jej skład [7]. W efekcie kwantowego efektu rozmiarowego – w wyniku<br />

nakładania się funkcji falowych poszczególnych studni, moŜliwemu dzięki małej<br />

grubości barier – w paśmie przewodnictwa i walencyjnym, powstają podpasma 3 .<br />

Zmieniając szerokość warstw (poprzez zmianę szerokości przerw energetycznych<br />

oraz grubości barier i studni) moŜna wpływać na połoŜenie i rozmiary podpasm,<br />

regulować wielkość przerw wzbronionych oraz masy efektywne nośników.<br />

3<br />

W literaturze często spotyka się równieŜ termin minipasma lub subpasma. W supersieciach<br />

periodycznych istnieje moŜliwość obliczenia energii minipasm kilkoma sposobami. MoŜna to uczynić<br />

stosując metodę ciasnego wiązania bądź teŜ dokonać rachunku w sposób ścisły. Oba sposoby prowadzą<br />

do uzyskania przybliŜonych wzorów na energię minipasm zaleŜną od liczb: q – numeruje stany<br />

w obrębie minipasma i ma sens wektora falowego; j – numeruje kolejne minipasma [7].<br />

15

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!