Rechargeable Batteries for Specknets

Termal Buharlaştırma Yöntemi
Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER
İNCE FİLMLER
İnce Film
Biriktirme
Katı
Gaz
Partikül
Biriktirme
Kimyasal Buhar
Biriktirme
Sıvı
Fiziksel Buhar
Biriktirme
Daldırma ile
Kaplama
APCVD
Sıçratma
Döndürme ile
Kaplaöa
PECVD
Buharlaştırma
Spray Piroliz
MOCVD
LPCVD
ALD
MBE
TERMAL BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİ
Buharlaştırma Kaynakları
Rezistans Isıtmalı
Tel Rezistanslı
Bot Şeklinde
Elektron Saçılım Isıtmalı
Kathodik Ark Buharlaştırma
f= film kalınlığı;
d= yoğunluk;
h= yükseklik;
m= kütle.
TERMAL BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİ
TERMAL BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİ
TERMAL BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİ
Malzeme
Ergime
Sıcaklığı
Buhar Basıncı (Torr)
10-8
10-6
10-4
Alümina
2045
1045
1210
1325
Antimuan
630
279
345
425
Arsenik
814
107
152
210
Berilyum
1278
710
878
1000
Bor
2100
1278
1548
1797
Kadmiyum
321
64
120
180
Kadmiyum
Sülfit
1750
Kobalt
1495
850
990
1200
Krom
1890
837
977
1177
Germanyum
1137
812
957
1167
550
İNCE FİLMLER
İnce Film
Biriktirme
Katı
Gaz
Partikül
Biriktirme
Kimyasal Buhar
Biriktirme
Sıvı
Fiziksel Buhar
Biriktirme
Daldırma ile
Kaplama
APCVD
Sıçratma
Döndürme ile
Kaplaöa
PECVD
Buharlaştırma
Spray Piroliz
MOCVD
MBE
LPCVD
ALD
GİRİŞ

Epitaksi kavramı

Moleküler Saçılımlı Epitaksi

Moleküler Saçılımı

Avantaj & Dezavantajları
EPİTAKSİ





Tek kristal filmlerin üretilebildiği bir yöntemdir.
Yunanca Kökü: epi “üzerinde” ve taxis ise “düzenli”
anlamına gelir.
Büyüme gaz yada sıvı fazlardan gerçekleşir.
Kullanılan altlık çekirdekleyici
davranır ve büyümeyi kontrol eder.
kristal
olarak
İki Çeşittir: Homoepitaksi (tek bileşim)
Heteroepitaksi (farklı kompozisyolar).
ve
EPİTAKSİ

Homoepitaksi:
# Altlık yüzeyinde çok yükse safiyetli filmlerin elde
edilir.
# Farklı doplama seviyeleri için tabakalı yapılar
üretilebilir.

Heteroepitaksi:
# Çok kristalli ince filmler elde edilebilir.
# Farklı malzeme türlerinden oluşmuş tabakalı
yapılar üretilebilir.
EPİTAKSİ



Gaz Fazında Epitaksi (VPE)
SiCl4(g) + 2H2(g) ↔ Si(s) + 4HCl(g) (12000C’de)
# VPE büyüme oranı: iki gaz kaynağı ile doğru orantılıdır.
Sıvı Fazda Epitaksi (LPE)
Czochralski yöntemi (Si, Ge, GaAs)
# Katı altlıklar üzerinde sıvı ergiyikten kristallerin
büyümesi.
# Bileşik halde yarıiletkenler (GaAs altlıklar üzerinde üçlü
ya da dörtlü III-V bileşimleri)
Moleküler Saçılımlı Epitaksi (MBE)
# Filmler buhar formunun saçılımı ile elde edilir.
# Çok düşük Vakum (10-8 Pa); altlık yüzeyinde yoğuşma
EPİTAKSİ



Gaz Fazında Epitaksi (VPE)
Avantajları: çok ince tabakalı yapılar, yüksek birikme hızı,
bileşimin
komposizyonunun
kolaylıkla
kontrol
edilebilmesi.Dezavantajları: yüksek sıcaklıkta işlemler (800
°C- 1000 °C).
Sıvı Fazda Epitaksi (LPE)
Avantajları: malzemelerin işlenmesi kolay, düşük sıcaklık
işlemleri, yüksek saflıkta ürünler. Dezavantajları: film
oluşumu çok zor.
Moleküler Saçılımlı Epitaksi (MBE)
Avantajları: çok ince tek kristalin ürünler, çok yüksek
safiyet, düşük sıcaklık işlemleri (600 °C-800 °C).
Dezavantajları: düşük büyüme oranı (°A/sn), karmaşık
üretim ekipmanları.
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ


Amaç: Tek kristal ince film üretmek!
Keşfedenler: J.R. Arthur ve Alfred Y. Chuo (Bell Labs,
1960)

Yükse/Ultra yüksek vakum (10-8 Pa)

Önemli özelliği: çok düşük biriktirme oranı (1 mm/saat)

Daha düşük biriktirme oranları beraberinde daha yüksek
vakum seviyeleri gerektirir.
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ



Ultra-yüksek safiyetli elementler ağırlıklı olarak 4
hücreden
oluşan
Knudsen-Efüzyon
hücrelerinde
süblimleşene kadar ısıtılır (örn, Ga ve As).
Gaz formuan geçen elementler altlık üzerinde
yoğuşarak birbirleri ile reaksiyona girerler. (örn: GaAs).
“Saçılım” terimi buharlaştırılmış atomların vakum
hücresi içerisinde altlık yüzeyine varana kadar
reaksiyona girmemesi anlamına da gelir.
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ
Gaz moleküllerinin bir kısmı aynı yönde hareket eder.
 En kolay oluşturma yöntemi: Efüzyon yada Knudsen
hücreleri kullanmaktır.

MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ



Fırınlar saçılacak olan malzemeleri içerir.
Altındaki bir delik yoluyla fırınlar bir vakum sistemine
bağlıdır.
Altlık fırının görüş açısı içerisinde bulunur.
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ
MOLEKÜLER SAÇILIMLI EPİTAKSİ
KULLANIM ALANLARI

Yüksek Kapasiteli Güneş Panelleri;
Yüksek Frekanslı alıcılar;
 Taşınabilir Telefonlar;
 Mobil TVler;

Optoelektronik ürünlerde;
 DVD
 Dijital Kamera

Süperiletkenlerin üretiminde;
 YaBa2Cu3O7
