有机金属化学气相沉积法

✍ dations ◷ 2025-05-04 00:06:56 #化学工程,半导体器件制造,薄膜沉积

有机金属化学气相沉积法(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)，是在基板上成长半导体薄膜的一种方法。
其他类似的名称如：MOVPE (Metal-organic Vapor-Phase Epitaxy)、OMVPE (Organometallic Vapor-Phase Epitaxy)及OMCVD (Organometallic Chemical Vapor Deposition)等等，其中的前两个字母 "MO" 或是 "OM"，指的是半导体薄膜成长过程中所采用的反应源(precusor)为金属化合物 "Metal-organic" 或是有机金属化合物。而后面三个字母 "CVD" 或是 "VPE"，指的是所成长的半导体薄膜的特性是属于非晶形薄膜或是具有晶形的薄膜。一般而言，"CVD" 所指的是非晶形薄膜的成长，这种成长方式归类于 "沉积"(Deposition)；而"VPE"所指的是具有晶形的薄膜成长方式，这种方式归类于"磊晶"(Epitaxy)。

MOCVD成长薄膜时，主要将载流气体(Carrier gas)通过有机金属反应源的容器时，将反应源的饱和蒸气带至反应腔中与其它反应气体混合，然后在被加热的基板上面发生化学反应促成薄膜的成长。一般而言，载流气体通常是氢气，但是也有些特殊情况下采用氮气（例如：成长氮化铟镓（InGaN）薄膜时）。常用的基板为砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）、磷化铟（InP）、硅（Si）、碳化硅（SiC）及蓝宝石（Al₂O₃）等等。而通常所成长的薄膜材料主要为三五族化合物半导体（例如：砷化镓（GaAs）、砷化镓铝（AlGaAs）、磷化铝铟镓（AlGaInP）、氮化铟镓（InGaN））或是二六族化合物半导体，这些半导体薄膜则是应用在光电元件（例如：发光二极管、激光二极管及太阳能电池）及微电子元件（例如：异质结双极性晶体管）及假晶式高电子迁移率晶体管（PHEMT））的制作。

MOCVD系统的组件可大致分为：反应腔、气体控制及混合系统、反应源及废气处理系统。

1. 反应腔（Reactor Chamber）：

2. 气体控制及混合系统(Gas handling & mixing system)：

3. 反应源（Precursor）：

4. 废气处理系统（Scrubber）：

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