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MOCVD设备简介

  MOCVD设备简介


  定义:MOCVD设备是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。缩写:Metal-organic Chemical Vapor Deposition(金属有机化合物化学气相沉淀)。


  原理:MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料,以热分解反应方式在衬底上进行气相外延,生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行,衬底温度为500-1200℃,用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。


  MOCVD技术


  国内外所制造的mocvd设备,大多采用气态源的输送方式,进行薄膜的制备。气态源mocvd设备,将mo源以气态的方式输送到反应室,输送管道里输送的是气体,对送入反应室的mo源流量也以控制气体流量来进行控制。因此,它对mo源先体提出应具备蒸气压高、热稳定性佳的要求。


  用气态源mocvd法沉积一些功能金属氧化物薄膜,要求所选用的金属有机物应在高的蒸气压下具有高的分子稳定性,以避免输送过程中的分解。然而,由于一些功能金属氧化物的组分复杂,元素难以合成出气态mo源和有较高蒸气压的液态mo源物质,而蒸气压低、热稳定性差的mo源先体,不可能通过鼓泡器(bubbler)由载气气体输运到反应室。


  然而采用液态源输送的方法,是目前国内外研究的重要方向。采用将液态源送入汽化室得到气态源物质,再经过流量控制送入反应室,或者直接向反应室注入液态先体,在反应室内汽化、沉积。这种方式的优点是简化了源输送方式,对源材料的要求降低,便于实现多种薄膜的交替沉积以获得超品格结构等。

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