MOCVD设备
光伏制造工艺及设备介绍MOCVD
MOCVD技术的特点和优势
特点
MOCVD技术具有沉积温度低、薄膜 质量好、组分和厚度可调等优点。
优势
通过MOCVD技术制备的太阳能电池 具有高光电转换效率、低制造成本等 优势，有助于推动光伏产业的发展。
02
光伏制造工艺中的MOCVD技术
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定期检查设备外观和紧固件是 否完好；
定期清洗反应室和管道，保持 设备内部的清洁；
定期校准气体流量控制器和温 度传感器等关键部件；
定期进行设备全面维护和保养 ，确保设备的稳定性和可靠性
。
04
MOCVD技术在光伏制造中的挑战和
解决方案
MOCVD技术在光伏制造中面临的挑战
设备成本高
MOCVD设备价格昂贵， 对于中小型企业而言，投 资门槛较高。
原理
在MOCVD过程中，金属有机化合物 和其它反应气体在高温下反应，生成 所需的化合物或单晶薄膜。
MOCVD技术的历史和发展
起源
MOCVD技术起源于20世纪60年代，最初用 于制备LED材料。
发展
随着科技的不断进步，MOCVD技术逐渐应用于光 伏制造领域，成为制备高效太阳能电池的重要手段 。
当前应用
MOCVD技术在光伏制造中的应用
用于制造高效太阳能电池
制造高效背反射器
MOCVD技术可以生长高质量的薄膜 材料，用于制造高效的多结太阳能电 池，如GaAs太阳能电池。
MOCVD技术可以生长高反射率的薄 膜，用于制造高效背反射器，提高太 阳能电池的吸光效率。
实现大面积生产
MOCVD技术可以覆盖大面积的衬底， 实现大面积太阳能电池的制造，降低 生产成本。
MOCVD设备生产线项目可行性研究报告
MOCVD设备生产线项目可行性研究报告一、项目背景与意义MOCVD（金属有机化学气相外延）是一种常用于半导体材料制备的技术，通过在特定气氛条件下，使金属有机气体与表面基底反应生成薄膜。
MOCVD技术在光电子、光纤通信、激光器、高速器件等领域有着广泛的应用前景。
随着半导体产业的发展，MOCVD设备需求量逐年增加，因此建立一条完整的MOCVD设备生产线有着巨大的市场潜力。
二、市场分析1.行业发展态势：近年来，全球半导体市场规模不断扩大，MOCVD设备作为半导体材料制备的核心设备，市场需求量持续增长。
2.市场需求预测：预计未来五年，MOCVD设备市场年复合增长率将保持在10%以上。
3.市场竞争状况：目前市场上存在一些MOCVD设备生产厂商，但国内市场份额相对较小，国外品牌更具市场竞争力。
4.政策支持：国家对半导体产业的支持力度不断加大，为MOCVD设备生产线项目提供了政策环境上的优势。
三、技术可行性分析1.技术要求：MOCVD设备生产线需要具备高精度的材料控制、气氛控制、温度控制等技术要求。
2.技术难点：MOCVD设备生产线的关键技术在于反应室设计、气相输送系统、材料控制系统等方面的优化和创新。
3.技术支持：当前国内已经有一定的MOCVD设备相关技术积累，可以借鉴和引进国外先进技术，通过技术合作来提升自身技术能力。
四、经济可行性分析1.投资规模：建设一条完整的MOCVD设备生产线预计需要投资5000万人民币。
2.收益预测：根据市场需求预测，这条生产线的年产值可以达到2亿元人民币，预计可以在三年内收回投资。
3.盈利能力：MOCVD设备的市场前景广阔，投资回报率高，具备较好的盈利能力。
五、风险评估1.技术风险：建设MOCVD设备生产线需要面对技术创新和提升的挑战，需要投入大量的研发费用。
2.市场风险：市场竞争激烈，新建生产线要与现有的厂商进行竞争，市场份额争夺激烈。
3.政策风险：政策环境的不确定性可能对项目的推进和落地产生一定的影响。
半导体外延设备的分类
半导体外延设备的分类半导体外延设备是半导体材料生长的关键设备，用于在晶体基片上沉积外延层。
根据其不同的工作原理和应用领域，可以将半导体外延设备分为以下几类。
一、气相外延设备气相外延设备是最常见的半导体外延设备之一。
它通过将气体中的半导体原子或分子沉积在基片上，形成外延层。
常用的气相外延设备有金属有机化学气相沉积（MOCVD）和分子束外延（MBE）。
1. 金属有机化学气相沉积（MOCVD）MOCVD是一种广泛应用于半导体材料外延生长的技术。
它通过控制金属有机气体和载气的流量，使其在高温条件下与基片表面发生反应，从而形成外延层。
MOCVD设备具有高生长速率、较高的沉积效率和较好的均匀性等优点，被广泛用于生长GaN、InP、GaAs等材料。
2. 分子束外延（MBE）MBE是一种通过热蒸发的方式将半导体材料沉积在基片上的技术。
它通过在真空环境下加热源材料，使其蒸发并沉积在基片上，形成外延层。
MBE设备具有高真空度、高温度控制精度和高纯度材料等优势，被广泛应用于低维结构的外延生长，如量子阱和纳米线等的制备。
二、液相外延设备液相外延设备是利用溶液中的半导体材料，通过控制温度和溶液中物质的浓度，使其在基片上生长外延层。
常用的液相外延设备有溶胶-凝胶法和液相外延熔融法。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用溶胶和凝胶的物理化学性质，在溶胶-凝胶转变过程中进行材料生长。
它通过控制溶液中的物质比例和温度，使溶胶逐渐凝胶并沉积在基片上，形成外延层。
溶胶-凝胶法具有较高的生长速率、较好的均匀性和较低的生长温度等优势，被广泛应用于生长氧化物和硅基外延材料等。
2. 液相外延熔融法液相外延熔融法是通过将半导体材料熔融后，使其在基片上生长外延层。
它通过控制温度和熔融物质的成分，使熔融物质在基片上形成外延层。
液相外延熔融法具有生长速率快、生长温度范围广和材料组分可调等优势，被广泛应用于GaAs和InP等材料的生长。
三、分子束外延设备分子束外延设备是利用高能分子束轰击基片表面，使半导体材料在基片上沉积形成外延层。
2024年MOCVD设备市场前景分析
2024年MOCVD设备市场前景分析1. 引言金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术是一种重要的半导体材料制备技术，广泛应用于LED、太阳能电池、光电子器件等领域。
本文通过对MOCVD设备市场前景进行分析，旨在为相关企业和投资者提供市场参考。
2. MOCVD设备的定义与发展MOCVD设备是一种用于生长金属有机化合物气相沉积薄膜的设备，通过在高温、高压、气氛控制条件下将金属有机前驱体分解，并以化学反应来沉积材料。
MOCVD 设备的不断发展推动了光电子器件、半导体材料以及相关应用的进步。
3. MOCVD设备市场现状目前，MOCVD设备市场呈现出快速增长的态势。
LED行业的发展带动了MOCVD 设备市场的快速扩张，同时新兴领域如太阳能电池和光电子器件等的发展也对市场需求产生了积极影响。
全球范围内，亚洲地区是MOCVD设备市场规模最大的区域，其中中国是最大的市场。
4. MOCVD设备市场前景4.1 技术创新驱动市场增长MOCVD设备市场的发展主要受到技术创新的推动。
随着新材料的不断涌现以及半导体器件的不断进步，对于高质量、高效率材料的需求也在不断增加。
MOCVD设备作为关键制备工具，需要不断优化和升级以满足市场需求，并提高产能和效率。
4.2 行业竞争格局分析MOCVD设备市场竞争激烈，主要厂商包括美国的Veeco Instruments和Applied Materials，日本的Tokyo Electron等。
由于市场的高度专业性和技术要求，市场份额主要集中在少数几家大型企业。
不过，随着市场的扩大和技术的进步，新的竞争者也有可能进入市场。
4.3 市场机遇与挑战MOCVD设备市场面临着机遇和挑战并存的局面。
市场机遇主要体现在技术创新的推动下，新兴应用领域的不断发展，如显示技术、量子器件等。
然而，市场挑战也不可忽视，包括技术门槛高、成本压力大以及不断变化的市场需求等。
5. 总结MOCVD设备市场前景广阔，受新兴应用领域和技术创新的推动，市场规模不断扩大。
mocvd设备工作原理
mocvd设备工作原理
mocvd设备是一种多功能化的制备半导体纳米材料和结构的装置。
它是一种可控化学气相沉积技术，可以控制分子间的反应，以达到调节晶体和结构的目的。
mocvd设备的工作原理与其他气相沉积设备的原理基本相同，都是利用密封室内的压力环境和温度环境，在原料气体的作用下，将原料气体反应到晶体表面，从而形成半导体材料的原理。
mocvd设备的工作原理主要包括以下几个步骤：
（1）原料气体的投料：原料气体是半导体材料制备的基础，必须先将原料气体投入室内，以满足所需的气体浓度；
（2）压力环境控制：mocvd设备的压力环境是其工作的关键，它必须控制在一定的范围内才能保证原料气体的反应；
（3）温度环境控制：控制温度也是mocvd设备工作的关键，一般要求温度在200~1000℃之间；
（4）原料气体反应：mocvd设备内的原料气体在一定的温度和压力条件下反应，从而形成半导体材料；
（5）结构调节：通过调节原料气体中每种成分的浓度，可以调节晶体结构和物理性质，从而达到晶体控制的目的。
mocvd设备的工作原理就是这样，它可以为半导体材料的制备提供便利，为科学研究和工业应用提供了可靠的技术支持。
2024年MOCVD设备市场调查报告
2024年MOCVD设备市场调查报告1. 简介本报告对金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备市场进行了调查和分析。
首先介绍了MOCVD设备的基本概念，原理和应用领域。
接着，对全球MOCVD设备市场的规模、增长趋势及主要市场驱动因素进行了分析。
最后，对MOCVD设备市场的竞争格局和未来发展趋势进行了展望。
2. MOCVD设备概述MOCVD设备是一种用于制备金属有机化合物材料的气相沉积设备。
它通过将金属有机化合物和气体载体一同送入沉积室，并通过热反应将其沉积在衬底上，以制备高质量的半导体薄膜材料。
MOCVD设备广泛应用于光电子、光电子、材料科学等领域。
3. 全球MOCVD设备市场规模与增长趋势据市场调研数据显示，全球MOCVD设备市场在过去几年保持了较快的增长。
2019年，全球MOCVD设备市场规模达到X亿美元，预计到2025年将达到X亿美元，年均复合增长率（CAGR）为X%。
市场增长的主要驱动因素包括新能源车辆、人工智能、5G通信等领域的快速发展。
4. MOCVD设备市场驱动因素4.1 新能源车辆需求的增加随着环境保护意识的提高和新能源汽车政策的推动，全球对电动汽车和混合动力汽车的需求不断增加。
MOCVD设备在制备新能源电池中的关键材料中发挥着重要作用，这促使了MOCVD设备市场的增长。
4.2 人工智能和物联网的发展人工智能和物联网的快速发展促进了芯片需求的增加，而MOCVD设备正是用于生产这些芯片的重要工具。
人工智能和物联网领域的需求增加，推动了MOCVD设备市场的增长。
4.3 5G通信的推动随着全球5G通信的推广，对高频器件的需求不断增加。
MOCVD设备在制备高性能光电子器件中起着重要作用，这将推动MOCVD设备市场的增长。
5. MOCVD设备市场竞争格局全球MOCVD设备市场竞争激烈，主要厂商包括公司A、公司B、公司C等。
这些厂商凭借其技术实力、产品性能和品牌影响力，在市场上占据了较大份额。
MOCVD和LED基础知识介绍
MOCVD设备和外延生长2007．01外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在。
气相外延（VPE），液相外延（LPE），分子束外延（MBE）和金属有机化合物气相外延（MOCVD）都是常用的外延技术。
当前，MOCVD工艺已成为制造绝大多数光电子材料的基本技术。
（气相外延-在含有外延生长所需原子的化合物的气相环境中，通过一定方法获取外延生长所需原子，使其按规定要求排列而生成外延层的外延生长过程。
（V apor P hase E pitaxy）液相外延-衬底片的待生长面浸入外延生长的液体环境中生长外延层的外延生长过程。
(L iquid P hase E pitaxy)分子束外延-在高真空中，外延生长所需原子（无中间化学反应过程）由源直接转移到待生长表面上，按规定要求排列生成外延层的外延生长过程。
(M olecular B eam E pitaxy）MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）设备作为化合物半导体材料研究和生产的手段，特别是作为工业化生产的设备，它的高质量、稳定性、重复性及规模化是其它的半导体材料生长设备无法替代的。
它是当今世界上生产半导体光电器件和微波器件材料的主要手段，如激光器、探测器、发光二极管、高效太阳能电池、光电阴极等，是光电子等产业不可缺少的设备。
但我国至今没有生产该设备的专业厂家，各单位都是花费大量外汇从国外购买，使用过程中的维护和零配件的采购都存在很多的不便，且价格昂贵。
全球最大的MOCVD 设备制造商AIXTRON, 美国Veeco 公司.一，MOCVD设备1.发展史：国际上起源于80年代初，我国在80年代中（85年）。
国际上发展特点：专业化分工，我国发展特点：小而全，小作坊式。
技术条件：a.MO源：难合成，操作困难。
b.设备控制精度：流量及压力控制c.反应室设计：Vecco:高速旋转Aixtron:气浮式旋转Tomax Swan :CCS系统（结合前两种设备特点）Nichia:双流式2.MOCVD组成MO源即高纯金属有机化合物是先进的金属有机化学气相沉积（简称MOCVD）、金属有机分子束外延（简称MOMBE）等技术生长半导体微结构材料的支撑材料。
MOCVD原理及设备简介
缺点:许多有机金属化合物蒸气有毒、易燃; 反应温度 低，因此有时在气相中就发生反应。
2020/4/2
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2. 太阳能电池的制备工艺
以玻璃为基底pin 型太阳能电池
引线盒 封装玻璃
Metal (250 nm)
ZnO (80nm) n layer (30nm)
方块电阻：<2×10-3 欧姆厘米 表面粗糙度：>35%
2020/4/2
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ZnO的制备
MOCVD原理
将金属有机物气化后，利用载气通入反应室，在反 应室内发生化学反应，生成物沉积到衬底上形成薄 膜。
金属有机物：DEZ 载气： Ar
2020/4/2
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ZnO的制备
DEZ＋H2O → ZnO
① (C2H5)2Zn+2H2O→Zn(OH)+2C2H6
i layer (350nm) P layer (10nm)
SnO2 （900nm)
玻璃
2020/4/2
ZnO
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ZnO的作用
1. 增 加 反 射 光 在 太 阳 电 池 中 的 光 程，提高太阳光的收集效率。
2. 减薄本征吸收层，抑制光致衰退， 改善电池的稳定性；
3. 阻挡金属背电极元素如Ag或Al 向n层的扩散，改善界面及电 池性能。
② Zn(OH)2
H2O
ZnO 基底
基底温度：180 ~ 200 ℃
2020/4/2
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MOCVD系统
泵组
气源
沉积室
热阱
温度：250～300℃
2020/4/2
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金属有机物化学气相沉积设备智能化
关键词：ＭＯＣＶＤ；自感知；自诊断；自适应引言ＭＯＣＶＤ（金属有机化合物化学气相沉积）设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、技术集成度高、价格昂贵的高端光电子专用设备［１］。
由于外延材料的生长速率比较适中，可非常精确地控制膜厚，是制备纳米到微米级薄膜新材料以及光电子器件的关键设备。
作为生产半导体光电器件和微波器件的关键核心设备，ＭＯＣＶＤ设备具有广阔的应用前景和产业化价值。
１ＭＯＣＶＤ设备的组成ＭＯＣＶＤ设备主要包括气源输运与尾气处理系统、加热系统、冷却系统、反应腔体和检测及控制系统等几个部分［２］，如图１所示。
气源输运系统主要实现气源的运输、精确混合和调控、快速切换以及废气的处理。
加热系统对反应发生的衬底进行加热，提供反应发生所需要的温度，并满足加热均匀、升温降温速度快、温度稳定时间短等要求。
反应腔体为整个系统的主体结构，反应气体经过输运系统进入腔体之后，在加热的衬底表面分别发生气相化学反应和表面化学反应，经过扩散、吸附、反应和解吸附等几个复杂的步骤之后在衬底上均匀地外延生长出同质或异质的晶体薄膜。
检测及控制系统实时检测腔体内的流场、温度场、薄膜厚度和均匀性等参数，并对输运与加热系统进行控制。
在材料制备过程中，这一系列复杂的物理化学反应以及控制动作、程序要按照预定目标完成，要求其设备系统必须能实现智能化控制［３］。
２设备互联互通能力ＭＯＣＶＤ设备控制系统采用分级分布式现场控制总线结构，主要分为监控层、控制层、仪器仪表层三层网络结构，并可以根据客户需求开放对外接口进行设备的远程控制。
监控层为安装在计算机上的上位机软件和触摸屏用户操作界面。
控制层以ＰＬＣ作为控制核心，实时采集现场仪器仪表设备的数据，上传给监控层上位机软件和触摸屏进行显示。
ＰＬＣ同时接收上位机软件和触摸屏上的用户操作命令，对设备的阀门、气缸、电机等几百个执行机构进行控制。
MOCVD
MOCVDMOCVDMOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organic Chemical Vapor DePosition)的英文缩写。
MOCVD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.它以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技术具有下列优点:(l)适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体;(2)非常适合于生长各种异质结构材料;(3)可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡;(4)生长易于控制;(5)可以生长纯度很高的材料;(6)外延层大面积均匀性良好;(7)可以进行大规模生产。
MOCVD系统组成因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。
因此在MOCVD系统的设计思想上，通常要考虑系统密封性，流量、温度控制要精确，组分变换要迅速，系统要紧凑等。
不同厂家和研究者所产生或组装的MOCVD设备是不同的，但一般来说,MOCVD设备是由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统等组成。
l)源供给系统包括Ⅲ族金属有机化合物、V族氢化物及掺杂源的供给。
金属有机化合物装在特制的不锈刚的鼓泡器中，由通入的高纯H2携带输运到反应室。
为了保证金属有机化合物有恒定的蒸汽压，源瓶置入电子恒温器中，温度控制精度可达0.2℃以下。
氢化物一般是经高纯H2稀释到浓度5%一10%后，装入钢瓶中，使用时再用高纯H2稀释到所需浓度后，输运到反应室。
2024年MOCVD设备市场规模分析
2024年MOCVD设备市场规模分析1. 引言MOCVD（金属有机化学气相沉积）是一种关键的半导体材料制备技术，广泛应用于LED（发光二极管）、激光器和其他光电子设备的制造过程中。
本文旨在分析MOCVD设备市场的规模，并探讨其发展趋势。
2. MOCVD设备市场概览近年来，随着LED和其他半导体器件的迅速发展，MOCVD设备市场呈现出强劲增长的态势。
该市场的增长主要得益于技术的不断进步和市场需求的持续增加。
MOCVD设备的精准控制和高效生长特性使其成为制造高质量半导体材料的理想选择。
3. 2024年MOCVD设备市场规模分析根据市场研究报告，MOCVD设备市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。
预计到2025年，该市场的价值有望超过XX亿美元。
该增长主要受到以下几个因素的推动：3.1 技术进步和应用扩展随着MOCVD设备技术的不断改进和应用领域的拓宽，市场需求不断增加。
LED和其他光电子设备的广泛应用推动了MOCVD设备市场的增长。
此外，对节能和环保的需求也促进了MOCVD设备在太阳能电池和其他可再生能源领域的应用。
3.2 区域市场需求增长全球范围内，亚太地区是MOCVD设备市场最大的需求来源地。
亚太地区经济的快速发展和不断增长的消费力支撑了该地区对MOCVD设备的需求。
此外，欧美市场也在不断增长，由于对高品质半导体材料的需求日益增加。
3.3 成本和性能优势MOCVD设备相对于其他半导体材料制备技术具有成本和性能优势。
其高效的生长速率、较低的能耗和较长的设备寿命使其成为制造商的首选。
这种优势将进一步推动市场需求的增长。
4. MOCVD设备市场发展趋势未来几年，MOCVD设备市场有望继续保持快速增长。
以下是市场发展的一些趋势：4.1 技术改进和创新MOCVD设备制造商将继续致力于技术改进和创新，以提高设备的生长效率、稳定性和可靠性。
此外，他们还将关注设备的智能化和自动化，以满足市场的不断变化需求。
4.2 新兴应用领域的开拓MOCVD设备在新兴应用领域（如量子点技术和纳米器件）的需求不断增加，将进一步推动市场的发展。
国产MOCVD设备的特点、性能和发展趋势
4) 均匀加热装置
¾ 加热器是MOCVD设备核心部件之一 ¾ 采用高频感应加热，但是需要解决“趋肤效应”和
温度不均匀的问题 ¾ 氮化硼作公转机座,石墨作自转机座 ¾ 机座不旋转，温度偏差<±10°C。旋转则<±3°C
MOCVD设备反应室加热测试——1050度
MOCVD设备反应室加热测试——1200度
国产MOCVD设备的 特点、性能及发展趋势
刘祥林 焦春美 中国科学院半导体研究所
2004年9月
提纲
一、前言 二、MOCVD设备的特点 三、用第一代MOCVD设备生长的GaN材料 四、第二代MOCVD设备的设计要点 五、发展趋势 六、设备生产及相关问题
一、前言
z MOCVD是GaAs、InP材料的核心生长技术，特别是GaN－ LED和LD的主流方法。
（三）设备使用及综合评价
4．设备使用和维护性能： 1) 生长GaN（3片2英寸），一小时2微米，TMGa使用量
为0.4克；氨气一般为每分钟4升；氢气为每分钟8升； 2) 使用电功率50KW，其中专为控制电脑和控制器的UPS
不间断电源10KW，冷却水3ton/h； 3) 大约生长120小时，设备需要清洗一次（清洗天棚）； 4) 装片、取片、拆装还不太方便，有待改进，石英反应
820oC
72.0 72.3 72.6 72.9 73.2 2θ(o)
InGaAlN/GaN材料的双晶X射线衍射 左图为(0002)衍射，右图为(0004)衍射
DXRD Intensity (a.u.)
（4） 超晶格和量子阱材料
0
10000
1000
Al 0.13 Ga 0.87 N/GaN超 晶格的X射线衍射
p-GaN/InGaN SLS ~0.2
MOCVD
MOCVD美国维易科精密仪器有限公司(VEECO)大中华区总裁王克扬MOCVD是整个LED上游核心技术所在。
MOCVD是一个化学反应，也是一个热反应，因此对于反应腔的设计最重要的是要保证供气的均匀性和加热的均匀性，除此之外还要减少预反应、不能有腔体残留未反应的现象。
为了保证供气的均匀性，大部分炉子的设计会被要求除了公转之外，还要有自转，即大盘公转，里面放的小盘自转。
对于加热，其实有两种加热方式：一种是所谓的RTP lamp，即快速升温的灯管加热；还有一种比较传统，好比火锅式的加热方式。
两种各有利弊，前者可实现瞬间加温，一秒加温一百度、两百度都有可能；后者的优点则是非常牢靠。
前者唯一的缺点就是快速升温时，灯泡容易被烧坏；后者的缺点就是升温、降温速度比较慢。
除了炉的设计之外，平台的设计也值得重视。
对于平台的设计，目前一个新的潮流是所谓的多腔式。
很多公司认为要提高产能、降低成本就需要把炉扩大，但是这个外延炉是不可能无限扩大的，因为它有物理上的极限，当无限扩大的时候，无法保证加热均匀、供气均匀，这是一个基本的问题。
那又该如何扩大产能？我们认为首先要优化托盘，增加芯片数。
其次要优化供气，避免浪费MO源，提高使用率。
最后要注意温控的重要性。
MOCVD是热反应，温度控制得好，工艺基本上就达到60%以上的效果了。
传统的光学式温控有它的好处，也有它的缺点。
好处是其基本上可以隔着腔在外面控制。
不过，需要捕捉光反射回来的信号。
目前衬底不再是传统的衬底，而是图形衬底，表面凹凸不平，因此纯粹靠光学式无法做到温控，必须要在光学式基础上加上热电偶。
另外，需要升温上盖，增加Mo源转换效率，提高工艺稳定性及LED亮度。
反应炉内温度很高，有1000度，MO源的温度顶多50度，两者温差非常大，当MO源射进来到达蓝宝石衬底表层的时候，蓝宝石表层是高温，MO却是低温，这样容易对蓝宝石表面造成某种程度的伤害，因此需要升温上盖。
国内公司要是生产MOCVD设备，应该抓住重点，不要浪费精力做一些没有办法量产的设备上。
mocvd设备工作原理
mocvd设备工作原理
MOCVD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。
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主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。
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℃,用直流加热石墨基座(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。
组成
因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。
因此在MOCVD系统的设计思想上，通常要考虑系统密封性，流量、温度控制要精确，组分变换要迅速，系统要紧凑等。
不同厂家和研究者所产生或组装的MOCVD设备是不同的。
一般由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统。
LED芯片制造设备及其工艺介绍
LED芯片制造设备及其工艺介绍一、LED芯片制造设备1.MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备：MOCVD设备是制造LED芯片的关键设备之一，它是将金属有机化合物和气态反应物在高温条件下进行气相沉积，将所需的材料沉积在载体上，形成LED芯片的晶体结构。
2.分子束外延设备：分子束外延设备利用分子束的准直性和高能量束流，将材料以原子或分子的形式沉积到基片表面，实现LED芯片的生长。
3.激光剥离设备：在LED芯片制造的过程中，激光剥离设备用来剥离有缺陷的芯片表面材料，以提高芯片的质量和性能。
4.清洗设备：清洗设备用来清洗LED芯片的基片和表面材料，以去除表面的污染物和杂质，提供良好的生长环境。
5.切片设备：切片设备用来将生长好的LED芯片切成一定厚度的小块，以便后续的加工和封装。
6.粘接设备：粘接设备用来将切片好的LED芯片粘接到适当的载体上，形成成品芯片。
7.封装设备：封装设备用来将LED芯片封装到具有导电、散热和保护功能的封装体中，用来保护芯片，提供电路连接和散热功能。
二、LED芯片制造工艺1.取得基片：首先需要取得一块适用的基片，常用的材料包括蓝宝石、碳化硅等。
2.生长生长：基片通过化学气相沉积（CVD）或分子束外延（MBE）等方法，将所需的材料结晶生长在基片表面上。
3.制作PN结：经过生长后的基片表面形成的薄膜结晶较粗糙，需要进行电流扩散和光电掺杂等步骤，使得薄膜具有PN结的功能。
4.金属电极制作：在PN结的两侧制作金属电极，以便注入电流和收集电流。
5.切割和打磨：将制作好的芯片进行切割和打磨，以获得所需的尺寸和形状。
6.封装：将芯片放入封装体中，连接外部电路并加上适当的散热结构。
7.检测和测试：对成品芯片进行质量检测和性能测试，确保其符合要求。
8.分选和分类：根据芯片的性能和质量，进行分选和分类，以满足不同的应用需求。
以上就是LED芯片制造设备及其工艺的大致介绍，LED芯片的制造过程是一个复杂且精细的工艺，需要使用多种设备和技术来实现。
MOCVD设备行业概况研究
MOCVD设备行业概况研究
包含：
一、MOCVD设备行业的概况
1.MOCVD技术的发展历程
MOCVD技术是一项微米尺度上有机材料薄膜的制备技术，它能够在低
温下实现多层有机材料的高效精确沉积，它是现代半导体器件及硅基微纳
结构的核心技术之一、MOCVD技术产生于20世纪60年代，最初是用于金
属氧化物半导体结构的沉积，后来应用于半导体的制造，进而渐渐发展成
为发光二极管制备、有机发光二极管制备以及可见光发射电路等常用应用，它还可用于投影显示器、激光器、太阳能电池等其它产品的生产。
随着MOCVD技术的不断发展，MOCVD设备已发展成为业内一大支柱，MOCVD装备市场规模不断扩大，业界对该技术和装备的研究也日渐加深，
在光电子、精密机械、电子和半导体、生物医药、能源、环保以及照明等
领域都有着广泛的应用。
2.MOCVD设备行业的发展趋势
自20世纪90年代以来，MOCVD技术及装备的发展都是一波三折的，
但近几年来其发展趋势明显逆转，成为行业的一支主线，以一定的变化速
度越来越快地发展。
以蓝宝石为例，蓝宝石器件在一颗高端LED照明灯或
显示器中，其贡献百分比可达50%以上，因此MOCVD设备性能的提高，将
会影响到整个LED行业的发展。
MOCVD设备结构及维护
环保与节能
研发低能耗、低污染的MOCVD设备，降低生产 成本，促进可持续发展。
多功能集成化
将多种功能集成于一台MOCVD设备中，实现材 料生长、加工、检测等一体化操作。
THANKS.
05
势与展望
技术创新与改进
高效光源技术
研发更高效、稳定、长寿命的可见光和紫外光源，提高MOCVD 设备的沉积速率和均匀性。
精确温度控制技术
优化加热系统，实现更精确的温度控制，提高薄膜质量与稳定性。
先进反应腔室设计
采用新型腔室结构和材料，降低反应气体压力，提高薄膜纯度和均 匀性。
应用领域拓展
新材料开发
加热系统的热稳定性也需要非常高， 以减少温度波动对生长的影响。
气体供给系统结构
气体供给系统是MOCVD设备 中的重要组成部分，用于提供
外延生长所需的气体。
气体供给系统通常由气瓶、流 量计、压力表等组成，其中气 瓶用于存储气体，流量计和压 力表用于监测和控制气体的流
量和压力。
气体供给系统的稳定性需要非 常高，以减少气体波动对生长 的影响。
反应室的温度和压力需要精确控制，以确保外延 生长的稳定性和均匀性。
加热系统结构
加热系统是MOCVD设备中的重要组 成部分，用于提供外延生长所需的温 度。
加热系统的温度控制精度需要非常高， 通常在±1℃以内，以确保外延生长 的稳定性和均匀性。
加热系统通常由加热器、热电偶、测 温仪等组成，其中加热器是主体结构， 热电偶和测温仪用于监测温度。
03
控制系统的智能化程度也需要不断提高，以实现更加 精确和自动化的控制。
04
控制系统的稳定性和可靠性需要非常高，以减少故障 和误差。
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MOCVD设备概况德国AIXTRON公司(德国艾思强公司)和美国VEECO公司(美国维易科精密仪器有限公司)两家公司几乎生产了全球90%以上的主流MOCVD设备。
1、生产效率和成本概况国际上MOCVD技术已经相当成熟，主流设备从2003 年6-8 片机、2004 年12 片机、2005 年15片机、2006 年的21-24 片机，目前已经达到42、45、49 片机(一次可装载49片2英寸的衬底生长外延)。
外延炉容量的不断扩大让LED 外延片生产商的单位生产成本快速大幅下降。
目前，量产企业对单批产能的最低要求是在30片以上。
国产设备目前为6片机，生产效率和生产成本差距甚远。
2、价格及产值概况生产型MOCVD设备的售价高达1000～2000万元【根据机型，6片机70万美元左右，9片机100万美元左右】，加上相关配套设备设施，一条产线LED生产线需要投入4000 多万元。
若新采购设备为45 片机生产蓝光芯片，按3 炉/天计算，年产4 .9万片左右，收入4800 万元，投入产出基本为1:1。
3、生产过程工艺复杂，参数众多，优良率与均匀性是关键外延片生长过程工艺复杂，参数众多，培养专业操作人员需时间较长。
一个最简单的GaN蓝光LED单量子阱结构，其生长工艺包括：高温烘烤、缓冲层、重结晶、n-GaN、阱层、叠层及p-GaN等，工艺步骤达几十步，每一步需调整的工艺参数共有20多个，各参数之间存在比较微妙的关系，工艺编辑人员需根据工艺要求，对各个参数进行逐一调整，必要时还要进行计算，如升温速度、升压速度、生长速率控制、载气与气源配比等。
如何根据工艺需要自动对参数进行检查，减轻工艺人员的工作量，是值得研究的新兴课题。
每个外延芯片、生产批次与系统之间的关系，能确保良好的均匀性以及优良率，尤其在芯片厂商扩产时，还能维持相同的优良率与均匀性就显的特别关键。
4、4英寸MOCVD设备将成为主流现阶段台湾外延厂商在技术上已经具备生产4英寸和6英寸的能力，但是出于成本的考虑，多数台湾厂家还是以2英寸的MOVCD设备为生产主线；大部分欧美与韩国厂商则早已使用4英寸MOVCD设备。
市场预期一旦4英寸外延片材料成本大幅崩落（目前4英寸外延片的成本价格约为2寸外延片的四倍），2英寸的MOCVD设备将逐渐被4英寸所取代。
AIXTRON与SemiLEDs在2009年5月就合作开发出6寸蓝光LED芯片，在6x6寸AIX 2800G4 HT MOCVD反应炉的结构上，产量增加约30%（相较于传统42x2-inch的架构），不但均匀性较好，也减少了边缘效应(edge effect)。
不过就现阶段而言，大多数的困难仍然在于6寸的基板价格偏高与外延片切割技术的挑战。
一、MOCVD设备市场情况1、设备供应商概况目前国际上主要的MOCVD设备供应商有两家：①德国AIXTRON公司(德国艾思强公司)根据Gartner Dataquest最近的一份分析报告，2008年AIXTRON公司MOCVD复合半导体设备的全球占有率达到72%。
目前，AIXTRON公司最先进的独特的行星转盘技术应用在大型G4 2800HT 42*2”以及Thomas Swan (1999年被AIXTRON收购) CCS Crius 30*2” MOCVD系统，使得AIXTRON的MOCVD设备被公认为世界上技术和商业价值最完美的结合。
②美国VEECO公司美国维易科精密仪器有限公司占20%以上，其中主打机型45片机K465已经销售超过100台，至今K 系列MOCVD产品全球销售超过200台。
80%的世界顶尖LED企业已经采用K465型号的MOCVD，截止到目前，VEECO于中国地区大有斩获，累计MOCVD出货已达85台。
VEECO的MOCVD主要有以下优势：首先，它是量产型机器，能有效提高量产的时间，减少清洗和维护的时间和次数。
因为开仓清洗过程需要从高达1000摄氏度的温度冷却后清洗，然后再将温度升高至1000摄氏度，需要浪费不少的时间。
第二，自动化程度高，减少人为操作。
例如可自动化导入，机械手在生产完成后可自动更换蓝宝石等，属于量产型的设计。
第三，保护设备投资，防止落伍。
避免将来由于新的设备出现，造成旧设备的落伍。
通过计划与客户充分沟通，新的设备与旧的设备联繫在一起，提升产品的良率。
今年以来由于MOCVD机台供不应求的状况，使得VEECO在这段期间取得了相对有利的市场地位，尤其在中国市场大有斩获。
中国地区的成长相较去年成长将近80%。
根据了解，由于VEECO开始透过委外代工来增加产能，目前产能规模直追产业龙头AIXTRON，因此明年MOCVD机台供给不足的瓶颈将可望获得解决。
③其他厂家主要包括日本酸素(NIPPON Sanso)和日新电机(Nissin Electric)等，其市场基本限于日本国内。
此外，日亚公司和丰田合成的设备主要是自己研发，其GaN-MOCVD 设备不在市场上销售，仅供自用。
从设备性能上来讲，日亚公司设备生产的材料质量和器件性能上，要优于AIXTRON和EMCORE(已经被VEECO收购)的设备。
按生产能力计算，2006 年GaN型MOCVD 设备在全球市场的主要分布为：中国台湾地区48%，美国15%，日本15%，韩国11%，中国大陆7%，欧盟4%。
MOCVD的主要厂商虽然为欧美，但最大的两家A IXTRON 和VEECO 都是单纯设备制造商，不会对外延片生产厂构成威胁。
2、国产化艰难（48所简报2008年4月）MOCVD设备是制作LED外延片的关键设备，而LED外延片的水平决定了整个LED产业的水平。
我国于2003年正式实施“国家半导体照明工程”，并在“十五”、“十一五”重点攻关课题和“863”计划中，将MOCV D设备国产化列入重点支持方向。
在国家政策的支持下，“十五”期间，我国在MOCVD设备国产化方面已取得了初步成效。
中国电子科技集团公司第四十八研究所通过消化吸收和关键技术再创新等措施，研发成功了GaN生产型MOCVD设备（6*2″），填补了国内空白，使长期制约我国LED产业发展的装备瓶颈得以突破。
同时，中科院半导体所、南昌大学、青岛杰生电器等单位也成功研发了研究型的MOCVD设备。
然而，国产MOCVD设备还存在以下问题：（1）国产MOCVD设备仍处于技术跟踪阶段，设备产业化水平与生产需要不相适应目前，国内研制的MOCVD设备最大产能为6片（48所的GaN-MOCVD）。
然而，截至到2007年12月，在国外推出的最新型MOCVD设备中，AIXTRON已推出行星式反应器的42片机（AIX2800G4 HT）和CCS反应器的30片机（CRIUS）。
由于产能的差距，小批量的MOCVD设备外延片生产成本较高，大大降低了设备的性价比，使得国产设备刚研发出来就已经落后了。
量产企业对单批产能的最低要求是在30片以上。
（2）设备造价高，应用风险大，多数厂商更愿意采购技术成熟的进口设备MOCVD设备的造价昂贵，生产型MOCVD设备的售价高达1000～2000万元。
厂商对此类设备的采购均十分谨慎，更愿意采购技术成熟、售后服务完善的进口设备，使得国产MOCVD设备的推广处于尴尬的境地。
（3）自主创新有待加强，国产MOCVD设备面临专利壁垒目前，国产MOCVD设备的研发还处于“消化、吸收”阶段，而国外主流商用机型已建立严密的专利保护，如AIXTRON的Planetary Reactor反应器、THOMAS SAWN的CCS（Close Coupled Showerhead Re actor）反应器、VEECO的Turbo Disk反应器和日本SANSO公司双/多束气流（TF）反应器均是自己独有的专利技术，国产MOCVD设备产业化面临专利壁垒的考验。
3、中国MOCVD设备数量与增长情况【高亮度LED需求强台湾LED厂商扩产凶猛】2007统计数据显示：台湾地区MOCVD 机台数量为310台，大陆地区为55 台左右。
到2008年底，两地区累计增加了126台。
2008 年底大陆地区增加到87 台，增长58%，由于一些厂商的设备08 年主要是安装调试，以及工艺上的摸索，产能的真正的释放在09 年。
根据不完全统计，2009年中国大陆MOCVD设备新增台数将超过100台左右，从数字上讲，台湾厂商在扩充产能方面领先大陆，晶电、璨圆、泰谷今年以来陆续增购MOCVD机台，预计到今年底，晶电的M OCVD机台总数将达180-190台，璨圆MOCVD机台总数将达33台，泰谷MOCVD机台数也将达27台。
晶电预计明年要再导入30台MOCVD机台，最快在第二季建置完成，届时晶电的MOCVD机台总数将达210-220台。
璨圆内部原本也规划明年要扩充30台MOCVD机台，但碍于机台订单太满，第一阶段先确定扩充12台，届时璨圆生产机台数将达45台。
泰谷也决定明年将扩增10台MOCVD机台，使MOCVD 机台总数达到37台。
广镓目前共有38台MOCVD机台，日前董事也通过办理现金增资，预计将发行新股12万张，以每股金额暂定30元估算，将可筹募36亿元。
预期这笔资金将用于扩充蓝/绿光LED之产能，推估广镓将再扩增3 8-39台MOCVD机台，使生产机台总数达到76-77台。
友达/隆达日前已通过将在中科后里兴建新厂，预计到今年底MOCVD机台总数将有15-20台，2011年以前要逐步完成150-200台MOCVD机台的生产规模建置。
奇美电/奇力目前也已有37台MOCVD机台已在量产中，预计明年机台总数将扩增到47台。
MOCVDMOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的英文缩写。
MOCVD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.它以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。