Ⅲ-Ⅴ族半导体MOVPE生长过程热力学分析

摘要

金属有机物气相外延(MOVPE—Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)技术是获得Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体优质外延层的重要途径,是一个涉及多元复相系统及复杂化学反应的过程.在Ⅲ-Ⅴ族半导体相关体系热力学特征函数的评估与优化、热力数据库(Al-Ga-In-P-As-Sb-C-H)和(Al-Ga-In-N-C-H)的建立与完善的基础上,本文利用相图计算(CALPHAD—CALculation of PHAse Diagrams)技术,对于不同特点的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体体系,进行了稳定平衡、亚稳平衡、条件平衡等热力学分析工作,以及半导体外延生长成分空间-特殊要求的光电性能-衬底晶格匹配的综合优化.研究工作表明热力学计算对于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的MOVPE工艺辅助设计具有重要的指导意义.