MOCVD എന്തിനുവേണ്ടിയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?

MOCVD പ്രധാനമായും നേർത്ത സെമികണ്ടക്ടർ ഫിലിമുകൾ വളർത്തുന്നതിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. നൂതന ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഈ ഫിലിമുകൾ അത്യാവശ്യമാണ്. MOCVD സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വിപണി ശക്തമായ വളർച്ച പ്രകടമാക്കുന്നു. വിദഗ്ദ്ധർ അതിന്റെ വിപണി മൂല്യം കണക്കാക്കുന്നത്2023-ൽ 1.1 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളർ. 2033 ആകുമ്പോഴേക്കും വരുമാനം 2.8 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളറിലെത്തുമെന്നും, 9.7% സംയുക്ത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്ക് (CAGR) കാണിക്കുമെന്നും അവർ പ്രവചിക്കുന്നു. സാങ്കേതിക പുരോഗതിയിൽ MOCVD യുടെ നിർണായക പങ്ക് ഈ ഗണ്യമായ വികാസം അടിവരയിടുന്നു.

പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ

• എം.ഒ.സി.വി.ഡി.നേർത്ത സെമികണ്ടക്ടർ ഫിലിമുകൾ വളർത്തുന്നു. പല ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കും ഈ ഫിലിമുകൾ പ്രധാനമാണ്.
• എൽഇഡികൾ, ലേസർ ഡയോഡുകൾ, പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന നൂതന ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ MOCVD സഹായിക്കുന്നു.
• പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന് MOCVD നല്ലതാണ്. മികച്ച സോളാർ സെല്ലുകളും ലൈറ്റ് സെൻസറുകളും സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.
• MOCVD മികച്ച നിയന്ത്രണം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. മികച്ച ഉപകരണ പ്രകടനത്തിനായി ഇത് ആറ്റോമിക് കൃത്യതയോടെ പാളികൾ നിർമ്മിക്കുന്നു.
• MOCVD-ക്ക് ഒരേസമയം നിരവധി ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

അഡ്വാൻസ്ഡ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള MOCVD

ലോഹ-ജൈവ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (MOCVD)നൂതന ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ആധുനിക പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകൾ, ലേസർ ഡയോഡുകൾ, ഇൻഫ്രാറെഡ് എമിറ്ററുകൾ എന്നിവയുടെ പ്രകടനത്തിന് അടിസ്ഥാനമായ നേർത്ത സെമികണ്ടക്ടർ ഫിലിമുകളുടെ കൃത്യമായ വളർച്ച ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

LED നിർമ്മാണത്തിൽ MOCVD

ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള പ്രകാശ-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകൾ (LED-കൾ) നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഈ ഡിപ്പോസിഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാണ്. ഇത് പോലുള്ള നിർണായക മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വളർച്ചയെ സുഗമമാക്കുന്നുഗാലിയം നൈട്രൈഡ് (GaN), ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് (GaAs), ഇൻഡിയം ഫോസ്ഫൈഡ് (InP), അതിനൊപ്പംആർസെനൈഡ്/ഫോസ്ഫൈഡ് (As/P) സംയുക്തങ്ങൾ. കാര്യക്ഷമമായ പ്രകാശ ഉദ്‌വമനത്തിന് അടിസ്ഥാനമായി ഈ വസ്തുക്കൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്,ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള 407 nm വയലറ്റ് InGaN മൾട്ടി-ക്വാണ്ടം-വെൽസ് LED-കൾഈ രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഈ ഉപകരണങ്ങൾ പലപ്പോഴും ഡോപ്പ് ചെയ്യാത്ത GaN കറന്റ് സ്പ്രെഡിംഗ് ലെയറും ഉയർന്ന അലുമിനിയം ഉള്ളടക്കമുള്ള AlGaN ബാരിയറുകളും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഈ ഡിസൈൻ ഇഞ്ചക്ഷൻ കറന്റ് ഓവർഫ്ലോ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ പ്രകാശ-എമിഷൻ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.InGaN/GaN മൾട്ടി-ക്വാണ്ടം കിണറുകൾ (MQWs)ഉയർന്ന തെളിച്ചമുള്ള LED നിർമ്മാണത്തിനുള്ള ഒരു സാധാരണ മെറ്റീരിയൽ ഘടനയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വളർച്ച ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നുഈ ആറ്റോമികമായി നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ ഏകീകൃതതയും കവറേജുംഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി 2D മെറ്റീരിയലുകളുടെ വേഫർ-സ്കെയിൽ സിന്തസിസിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്ന ഒരു തരം.625 nm-ൽ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ചുവന്ന InGaN LED, 10.5% എന്ന റെക്കോർഡ് ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത (EQE) കൈവരിച്ചു.അടുക്കിയിരിക്കുന്ന സൂപ്പർലാറ്റിസ് പാളികളും സ്ട്രെയിൻ നഷ്ടപരിഹാരവും ഉൾപ്പെടുന്ന സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു എപ്പിറ്റാക്സിയൽ നടപടിക്രമത്തിലൂടെ.

ലേസർ ഡയോഡുകൾക്കുള്ള MOCVD

ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനിലും ഡാറ്റ സംഭരണത്തിലും നിർണായക ഘടകങ്ങളായ ലേസർ ഡയോഡുകൾ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു. ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് (GaAs), ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് (GaN), ഇൻഡിയം ഫോസ്ഫൈഡ് (InP) തുടങ്ങിയ മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഫിലിമുകളുടെ വളർച്ച ഈ രീതി സാധ്യമാക്കുന്നു. വളർച്ചാ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ വികസനം സുഗമമാക്കുന്നുInGaPA-കൾ, InGaAlP പോലുള്ള III-V അലോയ്കളിൽ നിന്നുള്ള ദൃശ്യ തരംഗദൈർഘ്യ ലേസർ ഡയോഡുകൾകൂടാതെ,ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് വളർത്തിയ InAs/GaAs ക്വാണ്ടം ഡോട്ട് ലേസർ ഡയോഡുകൾ O-ബാൻഡ് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് 1.3 µm.. നിക്ഷേപ പ്രക്രിയയുടെ കൃത്യത ഈ ഉപകരണങ്ങളുടെ വിശ്വാസ്യതയ്ക്കും ആയുസ്സിനും ഗണ്യമായ സംഭാവന നൽകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ZnSe-അധിഷ്ഠിത ലേസർ ഡയോഡുകൾക്കായി ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഫിലിമുകൾ വളർത്തുന്നതിൽ ഇത് പ്രധാന പങ്കുവഹിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് അവയുടെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതിക്ക് കാരണമായി.തുടർച്ചയായ തരംഗ പ്രവർത്തനത്തിൽ 20°C താപനിലയിൽ ഏകദേശം 500 മണിക്കൂർ വരെ ആയുസ്സ്.. ഗവേഷകർ വളരാൻ ഈ രീതിയും ഉപയോഗിക്കുന്നുഏകദേശം 975nm വേഗതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബ്രോഡ്-ഏരിയ സ്ട്രെയിൻഡ് InGaAs-AlGaAs സിംഗിൾ ക്വാണ്ടം വെൽ ലേസറുകൾ, ഇത് ഡീഗ്രഡേഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ഇൻഫ്രാറെഡ് എമിറ്ററുകളിലെ MOCVD

സെൻസിംഗ്, ഇമേജിംഗ്, ആശയവിനിമയം എന്നിവയിൽ പ്രയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്ന നൂതന ഇൻഫ്രാറെഡ് എമിറ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും ഈ നിക്ഷേപ രീതി അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. സങ്കീർണ്ണമായ മെറ്റീരിയൽ ഘടനകളുടെ കൃത്യമായ നിക്ഷേപം ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അനുവദിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, മിഡ്-ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസറുകൾ ഈ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ചാണ് വളർത്തുന്നത്. ഈ സങ്കീർണ്ണമായ ഉപകരണങ്ങളിൽ AlAsSb ക്ലാഡിംഗുകൾ, സ്ട്രെയിൻഡ് InAsSb സജീവ മേഖലകൾ, മൾട്ടി-സ്റ്റേജ്, ടൈപ്പ് I InAsSb/InAsP ക്വാണ്ടം വെൽ സജീവ മേഖലകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഇഞ്ചക്ഷൻ ലേസറുകൾക്കുള്ള ആന്തരിക ഇലക്ട്രോൺ സ്രോതസ്സുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന സെമി-മെറ്റൽ GaAsSb/InAs പാളികളും അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ AlAsSb ഒരു ഇലക്ട്രോൺ കൺഫെയിൻഷൻ പാളിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ ഘടനകൾ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് വളർത്തിയ ആദ്യത്തെ മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഉപകരണങ്ങൾ, ഉയർന്ന പ്രത്യേകതയുള്ള ഇൻഫ്രാറെഡ് ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കഴിവ് പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. സിന്തസൈസ് ചെയ്ത ഫിലിമുകളുടെ ഏകീകൃതതയും കവറേജും നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള കഴിവ് ഈ നൂതന ഇൻഫ്രാറെഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനത്തിന് നിർണായകമാണ്.

ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ MOCVD

ലോഹ-ജൈവ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (MOCVD)ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മൂലക്കല്ല് സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, നൂതന സെൻസറുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് നിർണായകമായ സെമികണ്ടക്ടർ പാളികളുടെ കൃത്യമായ വളർച്ച ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സിനുള്ള MOCVD

ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും തീവ്രമായ താപനിലയും കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള വസ്തുക്കൾ പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സിന് ആവശ്യമാണ്. ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് (GaN), സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് MOCVD അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്, അവയ്ക്ക്മികച്ച താപ ചാലകതയും ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജുംആധുനിക വൈദ്യുതി സംവിധാനങ്ങൾക്ക് ഈ ഗുണങ്ങൾ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.SiC, GaN പോലുള്ള വൈഡ്-ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ് സെമികണ്ടക്ടറുകൾആവശ്യമുള്ള ഊർജ്ജ പരിതസ്ഥിതികൾക്ക് ഇവ വളരെ അനുയോജ്യമാണ്. ഈ ക്രമീകരണങ്ങളിൽ ഉപകരണങ്ങൾ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, കറന്റ്, താപനില എന്നിവയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, MOCVD- വളർത്തിയ ഡ്രിഫ്റ്റ് മേഖലകളിൽ നിർമ്മിച്ച GaN ഡയോഡുകൾ, ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജുകൾ കവിയുന്നത് പ്രകടമാക്കിയിട്ടുണ്ട്.1.3 കെ.വി.ഒരു വേഫറിൽ നിന്നുള്ള പന്ത്രണ്ട് ഉപകരണങ്ങൾ ഈ കഴിവ് കാണിച്ചു, സൈദ്ധാന്തിക സമാന്തര-തല പരിധിയുടെ ഏകദേശം 90 ശതമാനത്തിലെത്തി.

MOCVD വളർച്ച സാധ്യമാക്കുന്നുകുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രതയുള്ള SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിലെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള, ഒറ്റ-ക്രിസ്റ്റൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികൾ. പവർ സെമികണ്ടക്ടറുകൾക്ക് ഇത് നിർണായകമാണ്. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയുടെ കനം, ഡോപ്പിംഗ് സാന്ദ്രത, പാളി ഏകത എന്നിവയിൽ ഈ പ്രക്രിയ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം നൽകുന്നു. സങ്കീർണ്ണമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അത്യാവശ്യമായ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ ഈ ഘടകങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിന് MOCVD അനുയോജ്യമാണ്. ചെറുതും വലുതുമായ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് ഇത് അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് SiC-അധിഷ്ഠിത ഉപകരണങ്ങളെ വ്യാപകമായ ദത്തെടുക്കലിന് ചെലവ് കുറഞ്ഞതാക്കുന്നു. III-നൈട്രൈഡ് സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ, ഉൾപ്പെടെGaN, AlGaN, InGaN, AlN, InAlNപവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഫോട്ടോണിക്സ്, ക്ലീൻ എനർജി ടെക്നോളജികൾ എന്നിവയിലെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഈ രീതിയിലൂടെ വളർത്തുന്നു. ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള പവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (HEMT-കൾ), UV-ദൃശ്യമായ LED-കൾ, ലേസർ ഡയോഡുകൾ തുടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഈ വസ്തുക്കൾ നിർണായകമാണ്.

ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിലെ MOCVD

നൂതന ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് നിർണായകമായ ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും MOCVD യിൽ നിന്ന് ഗണ്യമായി പ്രയോജനം നേടുന്നു. ഹൈ ഇലക്ട്രോൺ മൊബിലിറ്റി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ പോലുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്കായി InP-അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് ഈ പ്രക്രിയ സഹായിക്കുന്നു (HEMT-കൾ), ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (HBT-കൾ), പിൻ, മിക്സർ, മൾട്ടിപ്ലയർ ഡയോഡുകൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, ഗവേഷകർ SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിലെ 4-ഇഞ്ച് GaN-ൽ AlGaN/GaN ഹൈ-ഇലക്ട്രോൺ-മൊബിലിറ്റി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (HEMT-കൾ) നിർമ്മിക്കുന്നു. MOCVD വളർത്തിയ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിൽ ഒരു i-GaN ബഫർ പാളി, 0.9 μm അബദ്ധവശാൽ ഡോപ്പ് ചെയ്ത GaN ചാനൽ പാളി, 25 nm Al0.25Ga0.75N ബാരിയർ പാളി, 2 nm GaN ക്യാപ് പാളി എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മുറിയിലെ താപനിലയിലെ ഹാൾ അളവുകൾ ഇലക്ട്രോൺ മൊബിലിറ്റി കാണിച്ചു1500 സെ.മീ²/V·s, ഷീറ്റ് പ്രതിരോധം 280 Ω/sq, ഷീറ്റ് കാരിയർ സാന്ദ്രത 1 × 10¹³/cm².

Ka-ബാൻഡ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഓമിക് എച്ചിംഗ് പാറ്റേണുകൾ (OEP-കൾ) ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. മറ്റ് പാറ്റേണുകളെ അപേക്ഷിച്ച് 1 μm ലൈൻ പാറ്റേൺ OEP മികച്ച ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു.

ഈ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത OEP ഘടന, MOCVD-ൽ വളർത്തിയ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, മെച്ചപ്പെട്ട റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി പ്രകടനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ആക്സസ് റെസിസ്റ്റൻസ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും സമ്പർക്ക വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും ഇത് ഇത് നേടുന്നു.

അഡ്വാൻസ്ഡ് സെൻസറുകൾക്കുള്ള MOCVD

മെച്ചപ്പെട്ട സംവേദനക്ഷമതയ്ക്കും സെലക്റ്റിവിറ്റിക്കും വേണ്ടി നൂതന സെൻസറുകൾ കൃത്യമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത സെമികണ്ടക്ടർ പാളികളെ ആശ്രയിക്കുന്നു. MOCVD വളർച്ചമോളിബ്ഡിനം ഡൈസൾഫൈഡ് (MoS2) പോലുള്ള 2D സംക്രമണ ലോഹ ഡൈചാൽകോജെനൈഡുകൾ (TMD-കൾ)അടുത്ത തലമുറ നാനോ-ഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് നിർണായകമാണ്. ഈ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പലപ്പോഴും നൂതന സെൻസിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഈ രീതി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന കൃത്യമായ ലെയർ-ബൈ-ലെയർ വളർച്ചയും ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റിയും പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.

MOCVD-യിൽ വളർത്തിയ ZnGa2O4 പാളികൾ NO വാതക സെൻസറുകൾക്ക് വളരെ ഗുണം ചെയ്യും. പ്ലാസ്മ ഉപരിതല ചികിത്സ അവയുടെ പ്രകടനം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇത് 5 ppm NO വാതക സാന്ദ്രതയ്ക്കുള്ള സെൻസർ പ്രതികരണത്തിൽ 8 മടങ്ങ് പുരോഗതിയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത്1276.1%ഈ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സെൻസർ 2.4 ppb എന്ന കുറഞ്ഞ കണ്ടെത്തൽ പരിധിയും കൈവരിച്ചു, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള NO ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ ഈ സാങ്കേതികതയുടെ ഫലപ്രാപ്തി പ്രകടമാക്കി.

കൂടാതെ,ഇൻഡിയം ഓക്സൈഡ് നാനോവയറുകളും In2O3 നേർത്ത ഫിലിമുകളുംഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ വളർത്തിയെടുക്കുന്ന NO2 ലേക്ക് നല്ല സെലക്റ്റിവിറ്റി പ്രകടമാക്കുന്നു. ഈ വസ്തുക്കൾ മറ്റ് വാതകങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള കുറഞ്ഞ ഇടപെടൽ കാണിക്കുന്നു, ഇത് മെച്ചപ്പെട്ട സെലക്റ്റിവിറ്റിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. MOCVD വളർത്തിയെടുത്ത ഒരു ZnGa2O4 (ZGO) എപ്പിലെയർ 300 °C-ൽ NO കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത, റിവേഴ്‌സിബിലിറ്റി, സെലക്റ്റിവിറ്റി എന്നിവ പ്രദർശിപ്പിച്ചു. ZGO സെൻസർ ഒരു സെൻസിറ്റിവിറ്റി കാണിച്ചു1.88 ഡെൽഹി125 ppb NO യ്ക്ക് വിധേയമാക്കുമ്പോൾ. CO2, CO, SO2 എന്നിവയുമായി കഷ്ടിച്ച് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ തന്നെ NO യോട് ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത ഇത് പ്രകടമാക്കി, ഇത് മെച്ചപ്പെട്ട സെലക്റ്റിവിറ്റിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. NO2 നെ അപേക്ഷിച്ച് ZGO സെൻസർ NO യോട് കൂടുതൽ പ്രതികരണവും കാണിച്ചു. ആദ്യ തത്വ സിമുലേഷനുകൾ സ്ഥിരീകരിച്ചത് ZGO ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റെ NO യോട് ശക്തമായ പ്രതികരണം നേർത്ത ഫിലിം പ്രതലത്തിലെ NO തന്മാത്രാ ആഗിരണം സംബന്ധിച്ച പ്രവർത്തനത്തിലെ ഗണ്യമായ മാറ്റം മൂലമാണെന്ന്.

പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിനും കണ്ടെത്തലിനും വേണ്ടിയുള്ള MOCVD

ലോഹ-ജൈവ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (എം.ഒ.സി.വി.ഡി.) പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സാങ്കേതികവിദ്യകളിലെയും സങ്കീർണ്ണമായ കണ്ടെത്തൽ സംവിധാനങ്ങളിലെയും പുരോഗതിക്ക് ഗണ്യമായ സംഭാവന നൽകുന്നു. കാര്യക്ഷമമായ സോളാർ സെല്ലുകൾക്കും സെൻസിറ്റീവ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്കും നിർണായകമായ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള വസ്തുക്കൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

മൾട്ടി-ജംഗ്ഷൻ സോളാർ സെല്ലുകളിലെ MOCVD

MOCVD എന്നത്ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള സോളാർ പാനലുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്. മെച്ചപ്പെട്ട ഊർജ്ജ പരിവർത്തന നിരക്കുകളുള്ള സംയുക്ത അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നു. പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന് ആഗോളതലത്തിൽ നൽകുന്ന ഊന്നലുമായി യോജിപ്പിച്ച്, സൂര്യപ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ നിർണായകമാണ്. ഗവേഷകർ സാധാരണയായിGaInP/GaInAs/Ge ഉപകരണങ്ങൾഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള മൾട്ടി-ജംഗ്ഷൻ സോളാർ സെല്ലുകളുടെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിനായി MOCVD ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സങ്കീർണ്ണ ഘടനകൾ സൗരോർജ്ജ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളിൽ സൂര്യപ്രകാശം പരമാവധി ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, MOCVD ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച ഒരു അഞ്ച്-ജംഗ്ഷൻ III-V സോളാർ സെൽ, പവർ കൺവേർഷൻ കാര്യക്ഷമത കൈവരിച്ചു35.1%. 12 cm² വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഈ ഉപകരണത്തിൽ AlGaInP-AlGaAs-GaAs-InGaAs-InGaAs ഘടന ഉണ്ടായിരുന്നു. ഓരോ ഉപസെല്ലിനും പ്രത്യേക ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ് ഊർജ്ജങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നു, ഇത് ഒപ്റ്റിമൽ പ്രകാശ പിടിച്ചെടുക്കൽ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ കൃത്യമായ ലെയറിംഗ് കഴിവ് സൗരോർജ്ജ പരിവർത്തനത്തിന്റെ അതിരുകൾ കടക്കുന്നതിന് MOCVD യെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു.

കാര്യക്ഷമമായ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്കുള്ള MOCVD

കാര്യക്ഷമമായ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിലും MOCVD നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഈ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രകാശത്തെ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നു, ആശയവിനിമയം, ഇമേജിംഗ്, സെൻസിംഗ് എന്നിവയിൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ കണ്ടെത്തുന്നു. മെറ്റീരിയൽ ഘടനയിലും പാളി കനത്തിലും കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രകടനത്തെ നേരിട്ട് സ്വാധീനിക്കുന്നു.

InP സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ InGaAs PIN ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ മെംബ്രണുകളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് MOCVD സഹായിക്കുന്നു. വിശാലമായ ശ്രേണിയിലുള്ള തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്കായി InGaAs ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ സെൻസിറ്റിവിറ്റി എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും (0.4 μm-3.6 μm). 0.74 eV ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ് ഉള്ളതും കീ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നതുമായ In0.53Ga0.47As പോലുള്ള മെറ്റീരിയൽ ഘടന കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെയാണ് ഈ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ സംഭവിക്കുന്നത്. p-, n-ടൈപ്പ് InP എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ പാളികളുടെയും നിർദ്ദിഷ്ട കട്ടിയുള്ള ഒന്നിലധികം InGaAs പാളികളുടെയും (ഉദാഹരണത്തിന്, 2.2 μm അൺഡോപ്പ് ചെയ്ത InGaAs അബ്സോർപ്ഷൻ പാളി) കൃത്യമായ നിക്ഷേപം MOCVD അനുവദിക്കുന്നു. ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം നിർവചിക്കുന്നതിന് ഈ പാളികൾ നിർണായകമാണ്.

കൂടാതെ, MOCVD വളർച്ച പ്രാപ്തമാക്കുന്നുട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പുള്ള (In1-xAlx)2O3 ഫിലിമുകൾMgO സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ. രാസഘടനയും വളർച്ചാ താപനിലയും സ്വാധീനിക്കുന്ന ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ് ട്യൂണബിലിറ്റി, നിർദ്ദിഷ്ട സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണികളോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ള ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ നിർമ്മാണത്തെ നേരിട്ട് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. ഈ കൃത്യത പ്രതികരണ വേഗതയിലേക്കും വ്യാപിക്കുന്നു. MOCVD-ൽ വളർത്തിയ Ga2O3 ഫിലിമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ പ്രതികരണ വേഗത പ്രകടമാക്കിയിട്ടുണ്ട്.0.1 സെക്കൻഡിനേക്കാൾ മികച്ചത്പ്രത്യേകിച്ചും, മൈക്കയിലെ Ga2O3 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഷോട്ട്കി ബാരിയർ ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ ഈ ദ്രുത പ്രതികരണം പ്രദർശിപ്പിച്ചു, ഉയർന്ന വേഗതയിൽ കണ്ടെത്താനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കഴിവ് എടുത്തുകാണിച്ചു.

MOCVD യുടെ കൃത്യതയും വൈവിധ്യവും

ലോഹ-ജൈവ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണത്തിൽ അതുല്യമായ നേട്ടങ്ങൾ നൽകുന്നു. അതിന്റെ കൃത്യതയും വൈവിധ്യവും നൂതന ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അനുവദിക്കുന്നുമെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളിലും പാളി ഘടനകളിലും അസാധാരണമായ നിയന്ത്രണം.

മെറ്റീരിയൽ വൈവിധ്യത്തിൽ MOCVD യുടെ പങ്ക്

ഈ നിക്ഷേപ സാങ്കേതികത തെളിയിക്കുന്നത്ശ്രദ്ധേയമായ മെറ്റീരിയൽ വൈവിധ്യം. ഇത് വൈവിധ്യമാർന്ന വസ്തുക്കൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. ഇതിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നുII-VI മെറ്റീരിയലുകൾ, III-V മെറ്റീരിയലുകൾ, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ക്രിസ്റ്റലിൻ സംയുക്ത അർദ്ധചാലക നേർത്ത ഫിലിമുകൾ. ഇത് മൈക്രോ/നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ, 0D, 1D, 2D നാനോമെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയും രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചും, ഇത്III-V അർദ്ധചാലകങ്ങൾഗാലിയം, ഇൻഡിയം തുടങ്ങിയ ലോഹ മൂലകങ്ങളും ആർസെനിക്, ഫോസ്ഫറസ് തുടങ്ങിയ ഗ്രൂപ്പ് V മൂലകങ്ങളും ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.GaAs ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾഒപ്പംLED-കൾക്കും ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കുമുള്ള GaN-അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾസാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകളാണ്.

ഇത് വളരെ വൈവിധ്യമാർന്ന ഒരു സാങ്കേതികതയാണ്. വ്യത്യസ്ത പ്രീകേഴ്സ് കെമിസ്ട്രി ഉപയോഗിച്ച് സംയുക്ത അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, നൈട്രൈഡുകൾ, ഓക്സൈഡുകൾ എന്നിവ ഇത് നിക്ഷേപിക്കുന്നു. ഫോസ്ഫൈഡ് (P) വസ്തുക്കൾക്ക് ഇത് സാധാരണയായി മുൻഗണന നൽകുന്നു. ആർസെനൈഡ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കൾക്ക്, ഈ സാങ്കേതികതയ്ക്കും MBE യ്ക്കും സമാനമായ കഴിവുകളുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും,ആന്റിമോണൈഡ് (Sb) പദാർത്ഥ വളർച്ചയ്ക്ക് MBE ആണ് അഭികാമ്യമായ രീതി.ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ പോലുള്ള കൂടുതൽ നൂതന ഘടനകൾക്കും.

കൃത്യമായ ലെയർ നിയന്ത്രണത്തിനായുള്ള MOCVD

സങ്കീർണ്ണമായ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ വളർച്ചയെ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രാപ്തമാക്കുന്നുആറ്റോമിക്-ലെവൽ കൃത്യത. പാളികൾക്കിടയിൽ എഞ്ചിനീയർമാർ ആറ്റോമികമായി മൂർച്ചയുള്ള സംക്രമണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. റിയാക്ടറിലേക്ക് ഒഴുകുന്ന പ്രീകവർ വാതകങ്ങളെ സ്വിച്ച് ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. മൾട്ടി-ലെയേർഡ് സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഈ നിയന്ത്രണം നിർണായകമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയെ 'ആറ്റോമിക്-ലെവൽ നിർമ്മാണം' ആയി കണക്കാക്കുന്നു. അൾട്രാ-നേർത്ത, ക്രിസ്റ്റലിൻ പാളികൾ ആറ്റം അനുസരിച്ച് നിർമ്മിച്ചതാണ്. ഈ ഉയർന്ന നിയന്ത്രിത രീതി എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയെ സുഗമമാക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങൾ വളരെ ക്രമീകൃതമായ രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, വേഫറിന്റെ അടിസ്ഥാന ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുടെ പാളി-പാളി തുടർച്ച ഉറപ്പാക്കുന്നു.

MOCVD യുടെ ഉൽപ്പാദനത്തിനായുള്ള സ്കേലബിളിറ്റി

ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിന് ഈ സംവിധാനം ഗണ്യമായ സ്കേലബിളിറ്റിയും നൽകുന്നു. വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകൾ ഒന്നിലധികംവേഫറുകൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്ലാനറ്ററി റിയാക്ടറുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്200 മില്ലീമീറ്റർ വരെ (ഏകദേശം 8 ഇഞ്ച്) വേഫറുകൾ. ഇത് കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ളതും ഉയർന്ന അളവിലുള്ളതുമായ നിർമ്മാണത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. അഞ്ചാം തലമുറ GaN പ്ലാനറ്ററി റിയാക്ടർ ഒറ്റ റണ്ണിൽ എട്ട് 6 ഇഞ്ച് എപ്പിവേഫറുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

• 4-ഇഞ്ച് വേഫറുകൾഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിൽ ചെലവും അളവും സന്തുലിതമാക്കുന്നതിന് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികൾക്കിടയിലും, ഉയർന്ന അളവിലുള്ള നിർമ്മാണത്തിനായി 6 ഇഞ്ച് വേഫറുകൾക്ക് പ്രചാരം വർദ്ധിച്ചുവരികയാണ്.

ആധുനിക ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ വിപുലമായ ശ്രേണി നിർമ്മിക്കുന്നതിന് MOCVD അനിവാര്യമാണ്. കൃത്യതയിലും മെറ്റീരിയൽ വൈവിധ്യത്തിലുമുള്ള അതിന്റെ അതുല്യമായ കഴിവുകൾ നിരവധി ഹൈടെക് വ്യവസായങ്ങളിൽ നവീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. അസാധാരണമായ നിയന്ത്രണത്തോടെ സങ്കീർണ്ണമായ സെമികണ്ടക്ടർ ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. ലൈറ്റിംഗ്, ആശയവിനിമയം, കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജം എന്നിവയിൽ പുരോഗതി സാധ്യമാക്കുന്ന ഒരു മൂലക്കല്ല് സാങ്കേതികവിദ്യയായി MOCVD തുടരുന്നു. നൂതന മെറ്റീരിയൽ സയൻസിൽ സാധ്യമായതിന്റെ അതിരുകൾ ഇത് സ്ഥിരമായി മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്നു.