Триэтилгаллий (TEGa)
- от объёма, заполните заявку
Триэтилгаллий (TEGa, Ga(C2H5)3) — металлоорганическое соединение галлия, применяемое как альтернативный прекурсор галлия в технологии МОС-гидридной эпитаксии (MOCVD/MOVPE). Представляет собой бесцветную пирофорную жидкость. В отличие от триметилгаллия (TMGa), TEGa разлагается при более низких температурах за счёт механизма β-гидридного элиминирования, что обеспечивает меньшее загрязнение углеродом и делает его предпочтительным прекурсором для ряда специализированных применений.
Физико-химические свойства триэтилгаллия
Триэтилгаллий — мономерное соединение в газовой фазе, аналогичное по структуре триметилгаллию. Молекула имеет тригональную плоскую геометрию с атомом галлия в центре. TEGa обладает значительно более низким давлением паров по сравнению с TMGa, что требует нагрева бабблера для обеспечения достаточного потока прекурсора.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Химическая формула | Ga(C2H5)3 |
| Номер CAS | 1115-99-7 |
| Молекулярная масса | 156,91 г/моль |
| Температура плавления | −82,3 °C |
| Температура кипения | 143 °C |
| Плотность при 25 °C | 1,059 г/см³ |
| Внешний вид | Бесцветная жидкость со слабым сладковатым запахом |
| Пирофорность | Самовоспламеняется при контакте с воздухом |
| Растворимость | Растворим в органических растворителях (эфир, бензол); реагирует с водой |
Давление паров триэтилгаллия
Давление паров TEGa значительно ниже, чем у TMGa, что является его главным технологическим отличием. Зависимость описывается уравнением:
log P(Торр) = 8,083 − 2162 / T(K)
| Температура | TEGa, Торр | TMGa, Торр |
|---|---|---|
| 0 °C (273,15 K) | ≈ 1,0 | ≈ 69 |
| 20 °C (293,15 K) | ≈ 4,4 | ≈ 183 |
| 25 °C (298,15 K) | ≈ 5,7 | ≈ 229 |
| 40 °C (313,15 K) | ≈ 15 | ≈ 490 |
Низкое давление паров TEGa обеспечивает более точное дозирование при малых потоках прекурсора, что важно при выращивании тонких квантовых ям и наноструктур.
Механизм термического разложения TEGa
Ключевое преимущество TEGa перед TMGa заключается в особенностях его термического разложения. Этильные лиганды разлагаются по двум параллельным путям:
β-гидридное элиминирование: Ga–C2H5 → Ga–H + C2H4. Этот «чистый» механизм генерирует газообразные этилен и гидрид галлия, не оставляя углеродных фрагментов на растущей поверхности.
Гомолиз: Ga–C2H5 → Ga· + C2H5·. Образуются свободные радикалы, способные встраиваться в кристаллическую решётку в виде углеродных примесей.
При низких температурах роста (ниже 500–550 °C) β-элиминирование преобладает, что обеспечивает существенно меньший уровень фонового загрязнения углеродом по сравнению с TMGa. Это критически важно для структур, где углерод является нежелательной примесью.
Применение триэтилгаллия
| Применение | Преимущество TEGa |
|---|---|
| Низкотемпературный рост GaAs (LT-GaAs) | Пониженное загрязнение углеродом при T < 500 °C |
| Рост квантовых ям InGaAs/GaAs | Точное дозирование за счёт низкого давления паров |
| Селективная эпитаксия GaAs | Лучшая селективность по сравнению с TMGa |
| Рост нановискеров (nanowires) GaAs, GaP | Контролируемый рост при пониженных температурах |
| Осаждение GaN методами ALD и CBE | Совместимость с низкотемпературными процессами |
Требования к чистоте триэтилгаллия
| Класс чистоты | Обозначение | Назначение |
|---|---|---|
| ≥ 97% | Технический | Исследовательские работы, синтез |
| ≥ 99,9999% (6N) по Ga | Electronic Grade (EG), PURATREM | Промышленное MOCVD-осаждение |
| ≥ 99,9999% (6N) + пониженный O | Opto Electronic Grade (OEG) | Оптоэлектроника высших требований |
Особого внимания при контроле чистоты TEGa требует содержание диэтилэфира — побочного продукта синтеза через реактив Гриньяра. Эфир трудно удалить, поэтому предпочтительны методы синтеза через переалкилирование триэтилалюминием, дающие «безэфирный» (ether-free) продукт.
Безопасность при работе с триэтилгаллием
Пирофорность. TEGa самовоспламеняется при контакте с воздухом. Горение сопровождается ярким пламенем и образованием белого дыма оксидов галлия. Характерный сладковатый запах обусловлен образованием алкоксида галлия при контакте паров с влагой воздуха.
Реакция с водой. При контакте с холодной водой бурно разлагается с образованием диэтилгаллийгидроксида и этана.
Токсичность. Жидкость вызывает тяжёлые термические и химические ожоги кожи и глаз. Горящий TEGa образует трудноудаляемый гель на коже и одежде. Пары и дым раздражают дыхательные пути и слизистые оболочки. Работа допускается только в герметичных системах под инертной атмосферой с полным комплектом СИЗ.
Формы поставки триэтилгаллия
TEGa поставляется в стальных баллонах-бабблерах с электрополированной внутренней поверхностью и мембранными клапанами (VCR). Каждая партия сопровождается сертификатом анализа (CoA). Транспортировка — UN 3394, класс 4.2 (пирофорная жидкость), группа упаковки I.
Подробнее о других полупроводниковых материалах на основе галлия — на соответствующей странице сайта.
Марки сплавов, с которыми мы работаем
М1О · MDCln1B · AMS-QQ-A-200/7 · Grade4 · SF A5.11 (ENiMo-1) · B 626 (N06002) · SB 338 Grade 7H · 727B · CN1 · Cu 5180 · A 1 · E 01000 · A5.8 (BAu-2) · F 290 (N 03300) · J775 (HEV 3) · Udimet 500 · FeCr70C50Si7
