MOCVD有机金属化学气相沉积

1、11原理：是利用金属有机化合物作为源物原理：质的一种化学气相淀积CVD)工艺，其原理为利用有机金属化学气相沉积法metal-organic chemical vapor deposition.MOCVD是一种利用气相反响物，或反响，传到基材衬底外表固态沉积物的工艺。优缺点：MOCVD设备将或族金属有机化合物与或族元素的氢化物相混合后通入反响腔，混合气体流经加热的衬底外表时，在衬底外表发生热分解反响，并外延生长成化合物单晶薄膜。与其他外延生长技术相比，MOCVD技术有着如下优点：1用于生长化合物半导体材料的各组分和掺杂剂都是以气态的方式通入反响室，因此，可以通过准确把握气态源的流量和通断时间来把

2、握外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。可以用于生长薄层和超薄层材料。2反响室中气体流速较快。因此，在需要转变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以快速进展转变，减小记忆效应发生的可能性。这有利于获得陡峭的界面，适于进展异质构造和超晶格、量子阱材料的生长。3晶体生长是以热解化学反响的方式进展的，是单温区外延生长。只要把握好反响源气流和便于工业化大批量生产。4通常状况下，晶体生长速率与族源的流量成正比，因此，生长速率调整范围较广。较快的生长速率适用于批量生长。5使用较机敏。原则上只要能够选择适宜的原材料就可以进展包含该元素的材料的MOCVD 生长。而可供选择作为反响源的金属有机化合物种类较多，性质也有肯定

3、的差异。6由于对真空度的要求较低，反响室的构造较简洁。7随着检测技术的进展，可以对 MOCVD 的生长过程进展在位监测。MOCVD技术的主要缺点大局部均与其所承受的反响源有关。首先是所承受的金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵，其次是由于局部源易燃易爆或者有毒，因此有肯定的危急性，并且，反响后产物需要进展无害化处理，以避开造成环境污染。另外，由于所承受的源中包含其他元素如C，H等，需要对反响过程进展认真把握以避开引入非有意掺杂的杂质。根本构造和工作流程：MOCVD生长的过程可以描述如下：被准确把握流量的反响源材料在载气H2N2的携带下被通置后被排出系统。MOCVD工作原理如下图。图 MOCVD

4、的工作流程图MOCVD4个局部。气体操作系统：气体操作系统包括把握族金属有机源和V族氢化物源的气流及其混合物所承受的全部的阀门、泵以及各种设备和管路。其中，最重要的是对通入反响室进展反响的原材MFC，对压力进展把握的压力把握器PC和对金属有机源实现温度把握的水浴恒温槽ThormalBath。反响室：MOCVD生长系统的核心组成局部，反响室的设计对生长的效果有至关重MOCVD设备的生产厂家对反响室的设计也有所不同。但是，最终的目的是一样的，即避开在反响室中消灭离壁射流和湍流的存在，保证只存在层流，从而实现在反响室内的气流和温度的均匀分布，有利于大面积均匀生长。加热系统：2 3MOCVD系统中衬底

5、的加热方式主要有三种：射频加热，红外辐射加热和电阻加热。反响室中经常承受，但是通常系统过于简单。为了避开系统的简单性，在稍小的反响室中，通常承受红外辐射加热方式。卤钨灯产生的热能被转化为红外辐射能，石墨的基座流流淌来供给的。尾气处理系统：MOCVD系统中所承受的大多数源均易燃易爆，雨其中的氢化物源又有剧毒，因此，必需对反响过后的尾气进展处理。通常承受的处理方式是将尾气先通过微粒过滤器去除其中的微粒如P等后，再将其通入气体洗涤器Scrubber承受解毒溶液进展解毒。另外一种解毒的方式是承受燃烧室。在燃烧室中包括一个高温炉，可以在9001 000下，将尾气中的物质进展热解和氧化，从而实现无害化。反

6、响生成的产物被淀积在石英管的内壁上，可以很简洁去除。主要功能和应用的范围：MOCVD 主要功能在于沉积高介电常LED来说，LED 芯片由不同半导体材料的多层次架构构成，这些材料放在一个装入金属有LEDLED的装仓至关重要。MOCVD应用的范围有：PZT、SBT、CeMnO2等；2 p-ZnOTFT ZnO、ZnO纳米线；4、 外表声波器件 SAW(LiNbO3 5GaN、GaAs 基发光二极体LE、雷射器L器；6MEMS 薄膜；789YBCO 高温超导带；SiC、Si3N4 等宽频隙光电器件MOCVD对镀膜成分、晶相等品质简洁把握，可在外形简单的基材、衬底、上形MOCVD 已经成为工业界主要的

7、镀膜技术。MOCVD 制程依用途不同，制程设备也有相异的构造和型态。MOCVDMOCVDMOCVD 设备主要生产厂家：MOCVD 设AIXTRON公司(英国THOMAS SWAN 公司已被AIXTRON公司收购)和美国VEECO并购美国EMCORE 公司AIXTRON含THOMAS SWAN公司大约占60-70% VEECO 30-40%。其他厂家主要包括日本的NIPPON Sanso和Nissin Electric等，其市场根本限于日本国内。GaN-MOCVD 设备不在SANSO 公司生产的 GaN-MOCVD 设备性能优良，但仅限日本市场销售。从设备性能上来讲，日亚公司设备生产的材料质量和

8、器件性能，要远优于 AIXTRON 和 EMCORE GaN-MOCVD 设备在全球市场的主要分48%15%15%11%，中国大陆 7%，欧盟 4%。目前，中国尚无此类公司。国内有外延和芯片20 30 MOCVD，总投资4000 AIXTRON EMCORE 两MOCVD 6 9 片机居多，每台设备的价格70 100 19 21有企业开头装备VEECO公司生产的比较先进的24片MOCVD设备。为了满足大规模生产的要求， MOCVD 设备将向更大型化方向24 2 英寸外延片的设备已经有商品出售，今后将会生产更大规模的设备。此外，面对特色应用的专用MOCVD 高档设备产品的市场需求，也将有所增长。不过这些设备一般不出售，无法从市场上买到。效益分析:制造一台 15 250 万，加工费 15 万，24 5 3 3 300 成本，人民币600 万/51 249 万，每年暂按 2 498 高而增加，该产品不仅可以在国内销售，也可以到东南亚地区销售。技术简介：MOCVD 是制备发光二极管和激光器外延片关键设备MOCVD 设备是一项集半导体材料、流体力学、化学、机械、真空、关，突破衬底旋转、三层流