Cò air a bheil MOCVD air a chleachdadh?

Tha MOCVD air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson filmichean tana leth-chonnsachaidh fhàs. Tha na filmichean seo riatanach airson innealan dealanach is optoelectronic adhartach. Tha fàs làidir air a’ mhargaidh airson teicneòlas MOCVD. Tha eòlaichean a’ meas gu bheil a luach margaidh aigUSD 1.1 billean ann an 2023Tha iad a’ ro-innse gun ruig teachd-a-steach USD 2.8 billean ro 2033, a’ sealltainn ìre fàis bhliadhnail cho-mheasgaichte (CAGR) de 9.7%. Tha an leudachadh mòr seo a’ cur cuideam air pàirt chudromach MOCVD ann an adhartas teicneòlach.

Prìomh Phuingean

• MOCVDa’ fàs filmichean leth-chonnsachaidh tana. Tha na filmichean seo cudromach airson mòran innealan dealanach.
• Bidh MOCVD a’ cuideachadh le bhith a’ dèanamh innealan adhartach. Tha iad sin a’ gabhail a-steach LEDs, diodes laser, agus electronics cumhachd.
• Tha MOCVD math airson lùth ath-nuadhachail. Bidh e a’ cuideachadh le bhith a’ cruthachadh cheallan grèine agus mothachairean solais nas fheàrr.
• Tha smachd sàr-mhath aig MOCVD. Bidh e a’ togail sreathan le mionaideachd atamach airson coileanadh innealan nas fheàrr.
• Faodaidh MOCVD mòran innealan a dhèanamh aig an aon àm. Tha seo ga dhèanamh math airson cinneasachadh air sgèile mhòr.

MOCVD airson Innealan Optoelectronic Adhartach

Tasgadh Ceimigeach Meatailt-Organach (MOCVD)a’ cluich pàirt chudromach ann an saothrachadh innealan optoelectronic adhartach. Leigidh an teicneòlas seo le fàs mionaideach fhilmichean leth-chonnsachaidh tana, a tha bunaiteach do choileanadh diodes solais-sgaoilidh an latha an-diugh, diodes laser, agus luchd-sgaoilidh infridhearg.

MOCVD ann an saothrachadh LED

Tha an dòigh-obrach tasgaidh seo riatanach airson a bhith a’ dèanamh dà-dhiodan solais-sgaoilidh (LEDan) àrd-choileanaidh. Bidh e a’ comasachadh fàs shiostaman stuthan deatamach leithidGallium Nitride (GaN), Gallium Arsenide (GaAs), agus Indium Phosphide (InP), Còmhla ritodhar arsenide/fosfaid (As/P)Tha na stuthan seo a’ cruthachadh a’ bhunait airson sgaoileadh solais èifeachdach. Mar eisimpleir,LEDan ioma-tobair-chuantamach InGaN violet 407 nm àrd-choileanaidhair an dèanamh leis an dòigh seo. Bidh na h-innealan seo gu tric a’ toirt a-steach sreath sgaoilidh sruth GaN neo-dhopaichte agus bacaidhean AlGaN le susbaint àrd alùmanaim. Bidh an dealbhadh seo a’ leasachadh èifeachdas sgaoilidh solais le bhith a’ lughdachadh cus sruth stealladh.Tobraichean ioma-chuantamach InGaN/GaN (MQWn)a’ riochdachadh co-dhèanamh stuthan àbhaisteach airson saothrachadh LED àrd-shoilleireachd. Bidh fàs a’ cleachdadh an dòigh seo a’ leasachadh gu mòr ancunbhalachd agus còmhdach nan filmichean tana atamach seo, a bheir buaidh dhìreach air co-chur stuthan 2D air sgèile wafer airson innealan optoelectronic àrd-choileanaidh.Choilean LED InGaN dearg, a’ leigeil a-mach aig 625 nm, èifeachdas cuantamach taobh a-muigh (EQE) clàraichte de 10.5%tro mhodh-obrach epitaxial iom-fhillte anns a bheil sreathan superlattice cruachta agus dìoladh deformachaidh.

MOCVD airson dà-dhiodan laser

Tha dà-dhiodan leusair, pàirtean deatamach ann an conaltradh optaigeach agus stòradh dàta, an urra gu mòr air an teicneòlas seo. Leigidh an dòigh seo le fàs fhilmichean epitaxial àrd-inbhe a’ cleachdadh siostaman stuthan leithid Gallium Arsenide (GaAs), Gallium Nitride (GaN), agus Indium Phosphide (InP). Bidh dòighean fàis a’ comasachadh leasachadhdiodes laser tonn-fhaid faicsinneach bho aloidhean III-V leithid InGaPAs agus InGaAlPA bharrachd air sin,Bidh diodes laser dot cuantamach InAs/GaAs air an fàs leis an teicneòlas seo a’ leigeil a-mach solas O-band, gu sònraichte aig 1.3 µmTha mionaideachd a’ phròiseis tasgaidh a’ cur gu mòr ri earbsachd agus fad-beatha nan innealan sin. Mar eisimpleir, tha e air a bhith na phrìomh dhòigh air filmichean epitaxial àrd-inbhe fhàs airson diodes laser stèidhichte air ZnSe, agus tha sin air leantainn gu leasachadh mòr air an cuid…fad-beatha, a’ ruighinn timcheall air 500 uair aig 20°C fo obrachadh tonn leantainneachBidh luchd-rannsachaidh cuideachd a’ cleachdadh an dòigh seo airson fàsLasairean tobar cuantamach singilte InGaAs-AlGaAs le strain farsaing ag obair aig timcheall air 975nm, a chuidicheas le bhith a’ tuigsinn dhòighean-obrach crìonaidh.

MOCVD ann an luchd-sgaoilidh infridhearg

Tha an dòigh tasgaidh seo cuideachd deatamach airson sgaoilidhean infridhearg adhartach a dhèanamh, a lorgar tagraidhean ann an mothachadh, ìomhaighean agus conaltradh. Leigidh an dòigh-obrach le tasgadh mionaideach structaran stuthan iom-fhillte. Mar eisimpleir, bidh leusairean meadhan-infridhearg air am fàs a’ cleachdadh a’ phròiseis seo. Tha na h-innealan sòlaimte seo a’ toirt a-steach còmhdach AlAsSb, roinnean gnìomhach InAsSb fo shìneadh, agus roinnean gnìomhach tobar cuantamach ioma-ìre, seòrsa I InAsSb/InAsP. Tha sreathan GaAsSb/InAs leth-mheatailt aca cuideachd, a bhios ag obair mar stòran dealanach a-staigh airson leusairean stealladh ioma-ìre, agus tha AlAsSb ag obair mar shreath cuibhreachaidh dealanach. Tha na structaran sin a’ riochdachadh ana’ chiad innealan ioma-ìre a chaidh fhàs leis an dòigh seo, a’ taisbeanadh comas na teicneòlais gus co-phàirtean infridhearg air leth sònraichte a chruthachadh. Tha an comas smachd a chumail air cunbhalachd agus còmhdach fhilmichean sintéiseach deatamach airson coileanadh nan innealan infridhearg adhartach seo.

MOCVD ann an Leictreonaic Àrd-choileanaidh

Tasgadh Ceimigeach Meatailt-Organach (MOCVD)’S e teicneòlas bun-stèidh a th’ ann airson innealan dealanach àrd-choileanaidh a leasachadh. Tha an dòigh seo a’ comasachadh fàs mionaideach sreathan leth-chonnsachaidh a tha deatamach airson eileagtronaig cumhachd, transistors àrd-tricead, agus mothachairean adhartach.

MOCVD airson Leictreonaic Cumhachd

Tha feum aig electronics cumhachd air stuthan a tha comasach air dèiligeadh ri dùmhlachdan cumhachd àrd agus teòthachd anabarrach. Tha MOCVD deatamach airson stuthan leithid Gallium Nitride (GaN) agus Silicon Carbide (SiC) a dhèanamh, aig a bheilseoltachd teirmeach nas fheàrr agus bholtaids briseadh sìos àrdTha na feartan seo riatanach airson siostaman cumhachd an latha an-diugh.Leth-sheoltairean le beàrn-bann farsaing leithid SiC agus GaNtha iad gu math freagarrach airson àrainneachdan cumhachd dùbhlanach. Bidh innealan fo bholtaids, sruth agus teòthachd àrd anns na suidheachaidhean sin. Tha dà-odan GaN, mar eisimpleir, air an dèanamh le roinnean drift air an fàs le MOCVD, air bholtaids briseadh sìos a nochdadh a tha nas àirde na1.3 kVSheall dà inneal dheug bho aon wafer an comas seo, a’ ruighinn timcheall air 90 sa cheud den chrìoch teòiridheach air plèana co-shìnte.

Tha MOCVD a’ comasachadh fàssreathan epitaxial aon-chriostail àrd-inbhe air fo-stratan SiC le dùmhlachd locht ìosalTha seo deatamach airson leth-chonnsachaidhean cumhachd. Tha am pròiseas a’ toirt smachd mionaideach air tighead, dùmhlachd dopaidh, agus cunbhalachd sreathan an t-sreath epitaxial. Bidh na factaran sin a’ leasachadh feartan dealain a tha riatanach airson innealan dealanach iom-fhillte. A bharrachd air an sin, tha MOCVD freagarrach airson cinneasachadh mòr-sgèile. Leigidh e le fàs sreathan epitaxial air fo-stratan beaga is mòra, a’ dèanamh innealan stèidhichte air SiC cosg-èifeachdach airson gabhail riutha gu farsaing. Stuthan leth-chonnsachaidh III-nitride, nam measgGaN, AlGaN, InGaN, AlN, agus InAlN, air am fàs tron ​​dòigh seo airson tagraidhean àrd-choileanaidh ann an eileagtronaig cumhachd, fotonaig, agus teicneòlasan lùth glan. Tha na stuthan seo deatamach airson innealan leithid transistors cumhachd àrd-èifeachdais (HEMTn), LEDs a tha rim faicinn le UV, agus diodes laser.

MOCVD ann an Transistors Àrd-tricead

Tha transistors àrd-tricead, a tha deatamach airson siostaman conaltraidh adhartach, cuideachd a’ faighinn buannachd mhòr bho MOCVD. Bidh am pròiseas a’ comasachadh fàs shiostaman stuthan stèidhichte air InP airson innealan leithid Transistors Gluasadachd Dealanach Àrd (HEMTan), Transistors dà-phòlach heterojunction (HBTan), PIN, Measgaiche, agus diodean iomadachaidhMar eisimpleir, bidh luchd-rannsachaidh a’ dèanamh transistors gluasadachd-eileagtron àrd AlGaN/GaN (HEMTn) air GaN 4-òirleach air fo-stratan SiC. Tha an wafer epitaxial, air fhàs le MOCVD, air a dhèanamh suas de shreath bufair i-GaN, sreath seanail GaN 0.9 μm air a dhopadh gun fhiosta, sreath bacaidh Al0.25Ga0.75N 25 nm, agus sreath caip GaN 2 nm. Sheall tomhais Hall aig teòthachd an t-seòmair gluasad dealanach de1500 cm²/V·s, strì an duilleig de 280 Ω/ceàrnagach, agus dùmhlachd giùlain duilleig de 1 × 10¹³/cm².

Tha leasachadh phàtranan gràbhaidh ohmic (OEPn) airson tagraidhean còmhlan-Ka a’ leasachadh coileanadh tuilleadh. Sheall pàtran loidhne 1 μm OEP toraidhean nas fheàrr an taca ri pàtrain eile.

Tha an structar OEP leasaichte seo, còmhla ris na sreathan epitaxial a tha air fàs le MOCVD, a’ leantainn gu coileanadh tricead rèidio nas fheàrr. Tha e a’ coileanadh seo le bhith a’ lughdachadh strì an aghaidh ruigsinneachd agus a’ meudachadh raon conaltraidh.

MOCVD airson mothachairean adhartach

Bidh mothachairean adhartach an urra ri sreathan leth-chonnsachaidh a chaidh a dhealbhadh gu mionaideach airson cugallachd agus roghnachd nas fheàrr. Fàs MOCVD deDà-chalcogenidean meatailt gluasaid 2D (TMDn) leithid dà-shulfaid molybdenum (MoS2)deatamach airson innealan nano-eileagtronaigeach an ath ghinealach. Bidh na tagraidhean sin gu tric a’ toirt a-steach teicneòlasan mothachaidh adhartach, a’ faighinn buannachd bhon fhàs mionaideach sreath-air-sreath agus criostalachd àrd a tha an dòigh a’ tabhann.

Tha sreathan ZnGa2O4 air an fàs le MOCVD gu math buannachdail do luchd-mothachaidh gas NO. Tha rannsachadh air sealltainn gu bheil làimhseachadh uachdar plasma a’ leasachadh an coileanadh gu mòr. Tha seo a’ leantainn gu leasachadh 8-fhillte ann am freagairt luchd-mothachaidh airson dùmhlachd gas NO 5 ppm, a’ ruighinn1276.1%Choilean an sensor leasaichte seo crìoch lorg ìosal de 2.4 ppb cuideachd, a’ sealltainn cho èifeachdach sa tha an dòigh ann a bhith a’ dèanamh sensors gas NO àrd-choileanaidh.

A bharrachd air sin,nano-uèirichean indium oxide agus filmichean tana In2O3Tha iad air an fhàs leis a’ phròiseas seo a’ nochdadh deagh thaghadh do NO2. Tha na stuthan sin a’ nochdadh glè bheag de bhacadh bho ghasan eile, a’ nochdadh taghadh nas fheàrr. Sheall epilayer ZnGa2O4 (ZGO) air a fhàs le MOCVD cugallachd àrd, ath-thionndaidheachd, agus taghadh airson NO a lorg aig 300 °C. Sheall an sensor ZGO cugallachd de1.88nuair a chaidh a nochdadh do 125 ppb NO. Sheall e cugallachd àrd do NO agus cha mhòr nach robh e ag ath-fhreagairt le CO2, CO, agus SO2, a’ nochdadh roghnachd nas fheàrr. Sheall an sensor ZGO cuideachd freagairt nas motha do NO an taca ri NO2. Dhearbh atharrais ciad-phrionnsabalan gu bheil freagairt làidir sensor gas ZGO do NO mar thoradh air atharrachadh mòr ann an gnìomh obrach nuair a thèid moileciuil NO a ghlacadh air uachdar an fhilm tana.

MOCVD airson Lùth Ath-nuadhachail agus Lorgaireachd

Tasgadh Ceò Ceimigeach Meatailt-Organach (MOCVD) a’ cur gu mòr ri adhartasan ann an teicneòlasan lùtha ath-nuadhachail agus siostaman lorg sòlaimte. Leigidh an dòigh seo le stuthan àrd-choileanaidh a chruthachadh a tha deatamach airson ceallan grèine èifeachdach agus lorgairean-foto mothachail.

MOCVD ann an ceallan grèine ioma-cheangail

Tha MOCVDriatanach airson pannalan grèine àrd-èifeachdais a dhèanamhLeigidh e le cruthachadh leth-sheoladairean measgaichte le ìrean tionndaidh lùtha nas fheàrr. Tha an teicneòlas seo deatamach airson barrachd cumhachd a ghineadh bho sholas na grèine, a rèir a’ chuideam chruinneil air lùth ath-nuadhachail. Mar as trice bidh luchd-rannsachaidh a’ dèanamhInnealan GaInP/GaInAs/Gea’ cleachdadh MOCVD airson cinneasachadh ceallan grèine ioma-cheangail àrd-èifeachdais air sgèile mhalairteach. Bidh na structaran iom-fhillte seo a’ meudachadh gabhail a-steach solas na grèine thar diofar phàirtean den speactram grèine.

Mar eisimpleir, choilean cealla grèine III-V còig-cheangail, air a dhèanamh a’ cleachdadh MOCVD, èifeachdas tionndaidh cumhachd de35.1%Bha structar AlGaInP-AlGaAs-GaAs-InGaAs-InGaAs aig an inneal 12 cm² seo. Bha lùths beàrn-chòmhlain sònraichte aig gach fo-chealla, a’ leigeil le glacadh solais aig an ìre as fheàrr. Tha an comas sreathan mionaideach seo a’ dèanamh MOCVD riatanach airson crìochan tionndadh lùth na grèine a phutadh.

MOCVD airson Lorgairean-foto Èifeachdach

Tha pàirt chudromach aig MOCVD cuideachd ann a bhith a’ dèanamh lorgairean-foto èifeachdach. Bidh na h-innealan sin ag atharrachadh solas gu comharran dealain, a’ lorg thagraidhean ann an conaltradh, ìomhaighean agus mothachadh. Leigidh an dòigh-obrach le smachd mionaideach air co-dhèanamh stuthan agus tiughas sreathan, a bheir buaidh dhìreach air coileanadh lorgaire-foto.

Bidh MOCVD a’ comasachadh fàs membranan lorgaire-foto PIN InGaAs air fo-stratan InP. Faodaidh innleadairean cugallachd speactram an lorgaire-foto InGaAs a bharrachadh airson tonnan-fada taobh a-staigh raon farsaing (0.4 μm-3.6 μm). Tha an leasachadh seo a’ tachairt le bhith a’ cumail smachd mionaideach air co-dhèanamh stuthan, leithid In0.53Ga0.47As, aig a bheil beàrn-chòmhlain de 0.74 eV agus a tha a’ còmhdach tonnan-fada conaltraidh cudromach. Leigidh MOCVD le tasgadh mionaideach diofar shreathan, a’ gabhail a-steach InP seòrsa-p agus seòrsa-n, agus iomadh sreath InGaAs le tiugh sònraichte (me, sreath-sùghaidh InGaAs neo-dhopaichte 2.2 μm). Tha na sreathan seo deatamach airson freagairt speactram an lorgaire-foto a mhìneachadh.

A bharrachd air sin, leigidh MOCVD le fàsFilmichean (In1-xAlx)2O3 le beàrn-chòmhlain a ghabhas atharrachadhair fo-stratan MgO. Tha comas atharrachadh a’ bheàirn-chòmhlain, air a bheil buaidh aig co-dhèanamh ceimigeach agus teòthachd fàis, a’ comasachadh gu dìreach saothrachadh lorgairean-foto a tha mothachail air raointean speactram sònraichte. Tha an cruinneas seo a’ leudachadh gu astar freagairt cuideachd. Tha lorgairean-foto a’ cleachdadh filmichean Ga2O3 air fàs le MOCVD air astar freagairt a nochdadhnas fheàrr na 0.1 dioganGu sònraichte, sheall foto-diodan bacadh Schottky stèidhichte air Ga2O3 air mica an fhreagairt luath seo, a’ soilleireachadh comas na teicneòlais airson lorg aig astar luath.

Mionaideachd agus Iomadachd MOCVD

Tha buannachdan sònraichte aig Tasgadh Ceimigeach Meatailt-Organach ann an saothrachadh leth-chonnsachaidh. Tha a chruinneas agus a ioma-chruthachd ga dhèanamh riatanach airson innealan dealanach agus optoelectronic adhartach a chruthachadh. Leigidh an teicneòlas seo lesmachd air leth air feartan stuthan agus structaran sreathan.

Dreuchd MOCVD ann an Iomadachd Stuthan

Tha an dòigh-obrach tasgaidh seo a’ sealltainniomadachd stuthan iongantachBidh e a’ tasgadh raon farsaing de stuthan. Tha iad sin a’ gabhail a-steachStuthan II-VI, stuthan III-V, agus filmichean tana leth-ghiùlain criostalach àrd-ghlanachd. Bidh e cuideachd a’ cruthachadh meanbh-structaran/nano-structaran, nano-stuthan 0D, 1D, agus 2D. Gu sònraichte, tha e air leth math leleth-sheoltairean III-V, anns a bheil eileamaidean meatailteach leithid gallium agus indium, agus eileamaidean buidheann V leithid arsanaig agus fosfar.Structaran hetero GaAsagusStuthan stèidhichte air GaN airson LEDan agus innealan dealanachtha iad nan tagraidhean cumanta.

’S e dòigh-obrach air leth ioma-chruthach a tha seo. Bidh e a’ tasgadh leth-sheoltairean co-thàthaichte, naitridean, agus ocsaidean le bhith ag atharrachadh ceimigeachd ro-ruithear. Mar as trice, is fheàrr leis airson stuthan fosfaid (P). Airson stuthan stèidhichte air arsenide, tha comasan coltach ri chèile aig an dòigh seo agus MBE. Ach,’S e MBE an dòigh as fheàrr airson fàs stuth antimonide (Sb)agus airson structaran nas adhartaiche leithid dotagan cuantamach.

MOCVD airson Smachd Sreathan Mionaideach

Tha an dòigh-obrach a’ comasachadh fàs heterostructaran iom-fhillte lecruinneas aig ìre atamachBidh innleadairean a’ cruthachadh eadar-ghluasadan biorach gu atamach eadar sreathan. Tha seo a’ tachairt le bhith dìreach ag atharrachadh nan gasaichean ro-ruithear a tha a’ sruthadh a-steach don reactar. Tha an smachd seo deatamach airson feartan dealanach is optigeach innealan leth-chonnsachaidh ioma-fhilleadh a dhealbhadh. Thathas den bheachd gur e ‘togail aig ìre atamach’ a th’ anns a’ phròiseas. Tha sreathan criostalach tana, ultra-thane air an togail atam air atam. Bidh an dòigh seo, a tha fo smachd mòr, a’ comasachadh fàs epitaxial. Bidh ataman gan rèiteachadh fhèin ann an dòigh air leth òrdail, a’ nochdadh structar criostail bunaiteach a’ wafer. Tha seo a’ dèanamh cinnteach à leantainneachd sreath air sreath den structar criostail.

Sgeadachadh MOCVD airson Riochdachadh

Tha an siostam seo cuideachd a’ tabhann comas sgèileachaidh mòr airson cinneasachadh mòr. Bidh reactaran gnìomhachais a’ gabhail ri iomadhuaifleanBidh Reactaran Planaideach, mar eisimpleir, a’ làimhseachadhuaifearan suas ri 200 mm (mu 8 òirlich)Tha seo a’ toirt taic do shaothrachadh aig cosgais ìseal, ann an tomhas-lìonaidh àrd. Dh’fhàs Reactar Planaideach GaN den chòigeamh ginealach ochd epiwafers 6-òirleach ann an aon ruith.

• Uibheagan 4-òirleachair an cleachdadh gu farsaing airson cothromachadh a dhèanamh eadar cosgais agus meud ann an cinneasachadh mòr.
• Tha wafers 6-òirleach a’ sìor fhàs mòr-chòrdte airson saothrachadh mòr-mheud, a dh’ aindeoin dùbhlain theicnigeach.

Tha MOCVD riatanach airson raon farsaing de dh’ innealan dealanach is optoelectronic ùr-nodha a dhèanamh. Bidh na comasan sònraichte aige ann an mionaideachd agus iomadachd stuthan a’ stiùireadh ùr-ghnàthachadh thar grunn ghnìomhachasan àrd-theicneòlais. Leigidh an teicneòlas seo le structaran leth-chonnsachaidh iom-fhillte a chruthachadh le smachd air leth. Tha MOCVD a’ leantainn mar theicneòlas clach-oisinn, a’ comasachadh adhartasan ann an solais, conaltradh, coimpiutaireachd agus lùth ath-nuadhachail. Bidh e an-còmhnaidh a’ putadh crìochan na tha comasach ann an saidheans stuthan adhartach.