ترسيب البخار الكيميائي المعدني العضوي الكيميائي (MOCVD)، والمعروف أيضاً باسم الترسيب الكيميائي المعدني العضوي في طور البخار المعدني (MOVPE)، هو تقنية عالية الإنتاجية تُستخدم بشكل أساسي لإنتاج أجهزة أشباه الموصلات المركبة مثل مصابيح LED عالية السطوع (HBLEDs). وتُعد هذه الطريقة حاسمة في تركيب مختلف مواد أشباه الموصلات بما في ذلك الزرسينيدات والأنتيمونيدات والنتريدات ومجموعات الأجهزة المعقدة. تتضمن عملية MOCVD استخدام السلائف المعدنية العضوية وغازات التفاعل لترسيب أغشية رقيقة من المواد من خلال عملية التحلل الحراري.
ملخص عملية MOCVD:
-
اختيار السلائف والمدخلات: تبدأ العملية باختيار السلائف المعدنية العضوية المناسبة وغازات التفاعل. وعادةً ما تكون السلائف مركبات فلزية عضوية، وعادةً ما تكون غازات التفاعل هي الهيدروجين أو النيتروجين أو غازات خاملة أخرى. وتستخدم هذه الغازات لنقل السلائف إلى غرفة التفاعل.
-
توصيل الغاز والخلط: يتم خلط السلائف والغازات التفاعلية عند مدخل غرفة التفاعل تحت ظروف تدفق وضغط محكومة. تضمن هذه الخطوة التوزيع والتركيز المناسبين للمواد المتفاعلة لعملية الترسيب.
-
الترسيب والنمو: تخضع الغازات المختلطة للتحلل الحراري على الركيزة المسخنة، مما يؤدي إلى ترسيب الأغشية الرقيقة. يتم التحكم في هذه العملية لتحقيق سماكة الفيلم والتركيب والجودة المطلوبة.
-
التغذية الراجعة والتحكم في الوقت الحقيقي: تتضمن أنظمة MOCVD الحديثة آليات تغذية مرتدة في الوقت الحقيقي للتحكم في المعلمات مثل درجة حرارة حامل الرقاقة وسماكة الفيلم وإجهاد الفيلم وانحناء الرقاقة. وهذا يعزز دقة وجودة الأفلام المودعة.
التطبيقات والتطورات في MOCVD:
لا يقتصر استخدام تقنية MOCVD على المواد التقليدية لأشباه الموصلات فحسب، بل تُستخدم أيضًا في إنتاج مواد جديدة مثل المواد ثنائية الأبعاد والأكسيدات والكالكوجينات. كما أنه جزء لا يتجزأ من تطوير الأجهزة التي تعمل بتقنية MOCVD مثل مصابيح LED والخلايا الشمسية، وفي عمليات التكامل غير المتجانسة. وقد ركزت التطورات الحديثة في تقنية MOCVD على تحسين كفاءة عملية الترسيب وقابليتها للتطوير وتعدد استخداماتها، مما يجعلها حجر الزاوية في صناعة أشباه الموصلات.
- مقارنة مع تقنيات الترسيب الأخرى:ترسيب البخار الفيزيائي الكيميائي الهجين (HPCVD):
- تجمع هذه التقنية بين التبخر الفيزيائي للمصادر الصلبة والتحلل الكيميائي للغازات السلائف، مما يوفر نهجًا مختلفًا لترسيب الأفلام.الترسيب الحراري السريع بتقنية CVD (RTCVD):
تستخدم هذه الطريقة التسخين السريع للركيزة لتقليل تفاعلات الطور الغازي غير المرغوب فيها، والتي يمكن أن تكون مفيدة في تطبيقات محددة ولكنها تختلف عن نهج MOCVD.
وفي الختام، فإن تقنية MOCVD هي تقنية ترسيب متعددة الاستخدامات وعالية الإنتاجية تلعب دوراً حاسماً في صناعة أشباه الموصلات، خاصة في إنتاج أشباه الموصلات المركبة والمواد المتقدمة. إن قدرتها على التحكم الدقيق في معلمات الترسيب وإمكانية تطبيقها على مجموعة واسعة من المواد تجعلها أداة أساسية في تصنيع الإلكترونيات الحديثة.
