Deposición de vapor per mig de processos químics organometálicos

Archiu:Caps block 0 process.svg

Esquema del procés de deposición (rotulat en anglés).

La deposición de vapor per mig de processos químics organometálicos (en inglés: metalorganic chemical vapour deposition, MOCVD), o epitaxia metalorgánica en fase de vapor (Metalorganic vapour phase epitaxy, MOVPE), o també epitaxia en fase vapor organometálica (organometallic vapour-phase epitaxy, OMVPE) és un método de deposición química vaporosa en el que es produïx un creiximent epitaxial de certs materials, en concret dels composts semiconductors originats a raïl d'una reacció en la superfície de composts orgànics i metalorgánicos, i també de hidrur de metal que posseïxen una série d'elements químics concrets. Per eixemple, el fosfuro d'indi podria desenrollar-se en un reactor sobre un substrat introduint trimetilindio ((CH₃)₃In) i fosfina (PH₃). Atres noms en els que es definix este procés són: epitaxia organometálica en fase de vapor (OMVPE), deposición química metalorgánica de vapor (MOCVD) i deposición química organometálica en fase de vapor (OMCVD). La formació de la capa epitaxial es produïx per una pirólisis dels productes químics constitutius de la superfície del substrat. A diferència de la epitaxia de radiació molecular (MBE), el creiximent de cristalés es deu a una reacció química i no a una deposición física. Ademés, este procés no es desenrolla en buit, sino en una atmòsfera de gas a presionés moderades (de 2 a 100 kPa). Es preferix amprar esta tècnica per a l'elaboració de dispositius que incorporen aleacions metaestables termodinámicamente. Aixina, s'ha convertit en el procediment elegit a l'hora de fabricar làser de diodo, cèlules solars, i LEDs.

Va ser demostrada per primera volta en 1967 en la Divisió de Autonética de North American Aviation (més tart Rockwell International) en Anaheim, Califòrnia, pel cientitifico de materials nortamericà Harold M. Manasevit (1927-2008).

Components del reactor

Un reactor és una cambra elaborada en un tipo de material que no reacciona en els productes químics en els que s'està treballant en el moment del seu us i que, ademés, soporta elevades temperatures. Esta cambra es compon principalment de parets reactor, un revestiment, un susceptor, i unitats d'injecció de gas i de control de temperatura. Generalment, les parets reactor estan fetes d'acer inoxidable o cuarzo. Per a evitar una recalfada d'estes, deu haver en els canals interiors de les parets un fluix constant d'aigua freda. A sovint, s'utilisen com a revestiment entre la paret reactor i el susceptor mineralés com el cuarzo o materials de ceràmica, i s'assenta el susceptor en un substrat la temperatura del qual va a estar controlada. El susceptor està format per un material resistent als components metalorgánicos empleats, com és el grafit entre uns atres. Per al creiximent de nitrit i materials relatius, es requerix un revestiment especial en el susceptor de grafit que evite que es produïxca una corrosió a causa del gas amoníac (NH₃).

• Entrada de gasos i sistema interruptor. El gas és introduït a través d'uns mecanismes denominats 'bubblers' en els quals un gas portador (per lo general nitrogen o hidrogen) és conduït en forma de bombeta cap al líquit metalorgánico, que arreplega vapor metalorgánico i ho transporta fins al reactor. La cantitat de vapor metalorgánico transportat depén de la proporció de fluix de gas portador i de la temperatura a la que es trobe el 'burbujeador'; normalment la temperatura sol controlar-se automàticament i en gran precisió a través de l'ocupació d'un sistema de control de vapor de tipo Piezocon. No obstant, es deu ser cuidadós quan es tracta de vapors saturats.

• Sistema de control de pressió.

• Sistema de combustió i neteja de gasos. Els productes tòxics de rebuig deuen convertir-se a rebujos líquits per a que puguen ser arreplegats o, preferiblement, reciclats. Idealment, estos procediments estan destinats a reduir al mínim la producció de productes de rebuig.