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以MOCVD 製程生長CdTe磊晶層之熱力學分析
Thesis

以MOCVD 製程生長CdTe磊晶層之熱力學分析

廖瑛瑞
Masters, National Tsing Hua University
1984

Abstract

磊晶層熱力學分析化合物半導體薄膜電子元件製造生長系統 MOCVDMULLIN
以MOCVD鉎長化合物半導體薄膜,已成為近年來電子元件製造上的重要技術,由於其品質的要求日益提高,所以對於此項製程基本原理的瞭解,成為提高此項技術最為迫切的事項。當我們要對這一個包括氣相及凝結相的流動系統其穩定狀態之化學反應,做科學性而有系統的瞭解時,就必須針對,化學基本原理、熱力學、化學動力學、質量傳送以及氣相流動狀態、結晶學等,做程序模擬的建立。熱力學方面,我們是以自由能最小化的原理建立平衡計算的程式,並以文獻中CdTe三組及Cd,Te的氣、固相平衡,測試程式的可靠性,結果非常良好。另外熱力學資料方面,經過文獻的搜尋之後,分別代入程式運算,經過嚴格的測試選擇而決定使用的數據。最後我們以確定的程式及數據,以熱力學的觀點來預測不同溫度、壓力、進料濃度對生長系統的影響,其中包括CVD相圖,氣相物質的濃度,生長效率及生速率等。動力學方面,本文先假設為DETe及DMCd的分解為動力學控制步驟。而對於這方面的研究,文獻中只有Mullin等人對DETe的分解有較詳細的報導,所以我們以DETe為對象,根據簡單的熱傳及動力學模式,模擬DETe在管式反應器中的分解百分比與溫度的關係。其中所得的反應速率常數與Mullin等人所發表的值有相掌的差距,不過我們測信,我們所得的結果較為合理。然而整個熱傳的模式,由於假設氣體的流動為plug flow 所以可能也會有些誤差,這是我們必須再進一步努力改善的地方。至於其他未討論到的部份,也就是我們繼續研究的目標,以求達到對整個CVD系統的徹底瞭解。

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