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金属有机化学气相沉积
金属有机化学气相沉积1 金属有机化学气相沉积简介金属有机化学气相沉积（MOCVD）是一种重要的化学气相沉积（CVD）技术，其主要应用于半导体器件制造中，特别是高性能晶体管制造。
MOCVD技术通过在金属有机化合物和气相反应中沉积金属材料的薄膜。
MOCVD可用于制备各种金属化合物，如III-V族化合物和II-VI族化合物。
2 MOCVD的原理在MOCVD过程中，金属有机化合物被加热并分解成金属和碳（C）。
这些金属离子与气态的反应气体（例如，含有III族元素的化合物，如氨气（NH3））在固体表面上发生反应，并在表面形成金属化合物的薄层沉积。
反应的形式如下：M(CH3)x + NH3 → MxNy + CH4 + H2其中，M表示金属，CH3表示甲基基团，NH3表示氨气，MxNy表示金属化合物，CH4表示甲烷，H2表示氢气。
在反应中，金属有机物和气体通过化学反应形成金属化合物的沉积，同时将副产物产物移除。
3 MOCVD的优点与其他金属沉积技术相比，MOCVD具有以下优点：1.高纯度：MOCVD可在高温下进行，可制备高晶格质量的金属化合物。
2.高精度：由于反应产物在较低的升温速率下形成，MOCVD生长的薄膜具有优异的表面均匀性和精度。
3.适用性广泛：MOCVD可用于制备各种金属化合物，对于不同的薄膜材料可调节金属有机物和氢气相对含量。
4 总结MOCVD是一种基于化学反应的金属化合物薄膜沉积技术，它具有高纯度、高精度和适用性广泛等优点。
MOCVD技术已经成功应用于半导体材料中，如GaAs和InP等。
随着技术的不断发展，MOCVD技术将在更广泛的领域得到应用，例如纳米材料和光电子学。
金属有机化学气相沉积法
金属有机化学气相沉积法1金属有机化学气相沉积法概述金属有机化学气相沉积法（MOCVD）是一种重要的材料制备方法，主要是通过热分解金属有机化合物，使金属原子沉积在衬底上，形成薄膜材料。
它广泛应用于半导体、光电子、涂层、生命科学等领域。
这种方法不仅可获得高纯度、高均一度的薄膜材料，而且还能够控制材料的厚度、复合度和组分等。
2MOCVD的工作原理MOCVD的工作原理是在恒流输送（CVD）反应中使用金属有机化合物作为反应原料。
这些原料在高温高压反应器中分解，生成金属原子，并与衬底表面反应，形成薄膜。
这个过程可以通过简单的反应机制来描述，如下所示：M(CH3)n+heat→M+nCH4其中，M(CH3)n为金属有机化合物，M为金属，CH4为副产物。
3MOCVD的实现条件MOCVD的实现需要一定的条件，包括反应原料、反应器、反应气氛和反应参数等。
-反应原料：MOCVD所用的反应原料，主要是金属有机化合物。
对于不同的金属有机化合物，其热分解温度、气相反应性和沉积速率等性质都不相同。
-反应器：反应器是MOCVD的核心部分，通常使用的是平板反应器或石英反应器，其主要作用是在高温下提供足够的反应物质和能量。
-反应气氛：MOCVD反应气氛通常由惰性气体和反应气体组成，如氢气、氩气和甲烷等。
氢气可使反应物分子分解，氩气可保持反应器压力不变，而甲烷则是热分解金属有机化合物的主要副产物之一。
-反应参数：MOCVD反应参数包括温度、压力、反应时间和反应原料比例等。
这些参数的选择和控制将直接影响到薄膜的质量和性能。
4MOCVD的优点和应用MOCVD有多种优点，如反应温度低、反应物质纯度高、沉积速率可控等。
此外，这种方法还能制备各种功能型薄膜，如光电薄膜、氧化物薄膜、纳米薄膜等，因此被广泛应用于微电子、纳米科技、高性能涂层及太阳能电池等领域。
5MOCVD的未来发展方向从未来发展趋势来看，MOCVD将继续向下一代器件、复合薄膜、新型能源材料和高效电子材料等方向发展。
第6章金属有机物化学气相沉积
MOCVD是利用热能来分解化合物的一种气相外 延生长方法，因此作为含有化合物半导体元素的源 材料化合物应满足以下条件：
（1）在常温左右较稳定且容易处理；
（2）反应生成的副产物不应妨碍晶体生长，不应 污染生长层；
（3）为适应气相生长，在室温左右应具有适当的 蒸气压（≥1Torr）。
MOCVD生长过程是按下列步骤进行的：
（3）晶体生长是以热分解方式进行的，是单温区外 延生长，只要将衬底温度控制到一定温度就行了， 因此便于多片和大片外延生长，有利于批量生产。
（4）对于Ⅲ－V族晶体的生长，其速率与III族源 （或V族源）的供给量成正比，因此改变输运量，就 可以大幅度地改变外延生长速度（0.05~3m/min）。
（5）源及反应产物中不含有HCl一类腐蚀性的卤化 物，因而生长设备和衬底不容易被腐蚀。
（3）易于合成和提纯。
（4）反应活性较低，不易与其它参与反应的其它 源发生预反应。
（5）毒性低。
第二节 金属有机物化学气相沉积设备
一、金属有机物化学气相沉积设备组成
MOCVD系统一般包括源气体处理系统、反应室、 尾气处理和控制系统。
1.气体处理系统
气体处理系统的功能是向反应室输送各种反应剂， 并精确控制其浓度、送入的时间和顺序以及流过反应 室的总气体流速等，以便生长特定成分与结构的外延 层。
MOCVD之所以受到人们的重视是因为它具有 下列特点：
（1）用来生长化合物晶体的各组分和掺杂剂 都是以气态通入反应室的，因此，可以通过精确控 制各种气体的流量来控制外延层的组分、导电类型、 载流子浓度、厚度等特性，可以生长薄到几个埃的 薄层和多层结构。
（2）反应室中的气体流速快，因此，在需要 改变多元化合物的成分和杂质浓度时，反应室中的 气体改变是迅速的，从而可以做到多层结构界面和 杂质分布陡峭，这对于生长异质和多层结构无疑是 个很大的优点。
化学气相沉积法
时间与速率
要点一
总结词
时间和沉积速率在化学气相沉积过程中具有重要影响，它 们决定了薄膜的厚度和均匀性。
要点二
详细描述
时间和沉积速率决定了化学气相沉积过程中气体分子在反 应器中的停留时间和沉积时间。较长的停留时间和较慢的 沉积速率有利于气体分子充分反应和形成高质量的薄膜。 然而，过长的停留时间和过慢的沉积速率可能导致副反应 或降低沉积速率。因此，选择合适的时间和沉积速率是实 现均匀、高质量薄膜的关键。
05
化学气相沉积法优 缺点
优点
适用性广
涂层性能优良
化学气相沉积法适用于各种材料表面改性 和涂层制备，如金属、陶瓷、玻璃等。
通过控制化学气相沉积的条件，可以制备 出具有高硬度、高耐磨性、高抗氧化性的 涂层。
环保
高效
化学气相沉积法使用的原料在高温下分解 ，不会对环境造成污染。
化学气相沉积法具有较高的沉积速率，可 实现快速涂层制备。
应用领域
半导体产业
用于制造集成电路、微 电子器件和光电子器件
等。
陶瓷工业
制备高性能陶瓷材料， 如氧化铝、氮化硅等。
金属表面处理
在金属表面形成耐磨、 防腐、装饰等功能的涂
层。
其他领域
在航空航天、能源、环 保等领域也有广泛应用
。
02
化学气相沉积法分 类
热化学气相沉积法
原理
在较高的温度下，使气态的化 学反应剂与固态表面接触，通 过气相反应生成固态沉积物。
缺点
高温要求
化学气相沉积法需要在高温下进行，这可能会对 基材产生热损伤或变形。
操作难度大
化学气相沉积法需要精确控制反应条件，操作难 度较大。
ABCD
设备成本高
MOCVD有机金属化学气相沉积
原理：金属有机化学气相沉积系统（MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物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是一种利用气相反应物，或是前驱物precursor和Ⅲ族的有机金属和V族的NH3，在基材substrate表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。
优缺点：MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅳ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面时，在衬底表面发生热分解反应，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应室，因此，可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。
可以用于生长薄层和超薄层材料。
（2）反应室中气体流速较快。
因此，在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以迅速进行改变，减小记忆效应发生的可能性。
这有利于获得陡峭的界面，适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。
（3）晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是单温区外延生长。
只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性，就可以保证外延材料的均匀性。
因此，适于多片和大片的外延生长，便于工业化大批量生产。
（4）通常情况下，晶体生长速率与Ⅲ族源的流量成正比，因此，生长速率调节范围较广。
较快的生长速率适用于批量生长。
（5）使用较灵活。
原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的MOCVD生长。
而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多，性质也有一定的差别。
（6）由于对真空度的要求较低，反应室的结构较简单。
（7）随着检测技术的发展，可以对MOCVD 的生长过程进行在位监测。
MOCVD技术的主要缺点大部分均与其所采用的反应源有关。
首先是所采用的金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵，其次是由于部分源易燃易爆或者有毒，因此有一定的危险性，并且，反应后产物需要进行无害化处理，以避免造成环境污染。
金属有机化学气相沉积法制备Al掺杂ZnO透明导电膜
贺永宁等：ZnO纳米线阵列膜的自组装生长及其金属接触特性· 21 ·第38卷第1期金属有机化学气相沉积法制备Al掺杂ZnO透明导电膜谢春燕，张跃(北京航空航天大学材料学院，空天材料与服役教育部重点实验室，北京 100191)摘要：采用自行开发的金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)法，以乙酰丙酮锌和乙酰丙酮铝分别为锌源和铝源，以氮气为载气，在玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(Al-doped ZnO，ZAO)薄膜。
通过改造MOCVD设备提高制备薄膜的稳定性和均匀性，研究了基片温度、载气流量、水蒸气等沉积条件对薄膜结构，沉积速率及其光、电性能的影响。
用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外–可见分光光度计和四探针双电测电阻仪分别观察薄膜形貌结构，并测试其光、电性能。
结果表明：薄膜为均匀、致密的纳米多晶薄膜，具有六角纤锌矿结构，且呈c轴择优取向生长；薄膜的(002)衍射峰与纯ZnO相比向低角度方向偏移，表明Al进入了ZnO晶格，并导致晶格膨胀；薄膜的紫外–可见光谱透过率在85%以上；电阻率最小可达10–4 Ω·cm。
关键词：金属有机化学气相沉积；铝掺杂氧化锌；透明导电薄膜中图分类号：TQ132.4 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)01–0021–04TRANSPARENT CONDUCTIVE ALUMINIUM-DOPED ZINC OXIDE FILM PREPARED BY METAL ORGANIC CHEMICAL V APOR DEPOSITION METHODXIE Chunyan，ZHANG Yue(Key Laboratory of Aerospace Materials and Performance of Ministry of Education, School of Materials Science andEngineering, Beihang University, Beijing 100191, China)Abstract: Aluminium-doped zinc oxide (ZAO) films were prepared on a glass substrate by a self-designed metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Zn(C5H7O2)2.H2O and Al(C5H7O3)3 were used as zinc source and aluminum source respectively, and nitrogen was used as a carrier gas. The improvement of the MOCVD equipment could optimize the stability and uniformity of films. The effects of substrate temperature, carrier gas flow rate and water vapor on the structural, optical, electrical properties and deposition rate were investigated. The characters of the films were determined by X-ray diffractometer, scanning electron microscope and ultraviolet–visible spectrometer and four-point probe. The results show that all the thin films are hexagonal wurtzite crystal structures with a highly c-axis orientation. The (002) peak of the films shifts to a lower angle, indicating that Al has been doped into the ZnO lattice and caused the lattice expansion. The films have uniform nano- polycrystalline structures. The optical transmittance of the film is up to 85% in the visible range, the electrical resistivity is lower than 10–4 Ω·cm.Key words: metal organic chemical vapor deposition; aluminium doped zinc oxide; transparent conductive film透明导电氧化物薄膜材料一般具有以下基本特点：[1]禁带宽度大于3eV，具有紫外截止性；可见光区的透过率一般大于80%；红外光区的反射率一般大于80%；对微波具有强的衰减性等。
化学气相沉积(中文版)2016
CVD 源材料
• 硅烷 (SiH4) • 四乙氧基硅烷 (tetra-ethyl-oxy-silane, TEOS ,Si(OC2H5)4)
CVD 源材料: 硅烷
• 自燃性的 (自己会燃烧), 易爆的, 以及有毒的 • 打开没有彻底吹除净化的硅烷气体管路， 可能引起火灾或是小爆炸，并形成微细的 二H
• 室温下为液态 • 化学性能不活泼 • 安全
H H H H C H H C H H H O
C C O Si O C C H
H H H O C H H H H C H H
CVD 源材料吸附:四乙氧基硅烷 (TEOS)
• 四乙氧基硅烷 (tetra-ethyl-oxy-silane, TEOS ,Si(OC2H5)4)，也称正硅酸四乙酯 • 大型有机分子 • TEOS分子不是完整对称的 • 可以与表面形成氢键并物理吸附在基片表面 • 表面迁移率高 • 好的阶梯覆盖、保形性与间隙填充 • 广泛使用在氧化物的沉积上
–通常是 400 °C
• 等离子体增强-四乙氧基硅烷, 臭氧-四 乙氧基硅烷 和 高密度等离子体
CVD氮化硅的特性与沉积方法
• 很适合于作钝化层,因为 • 它有非常强的抗扩散能力,尤其是钠和水 汽在氮化硅中的扩散系数很小; •另外，还可以作PSG 或 BPSG的扩散阻挡层
CVD氧化硅与CVD氮化硅的特性
• Si(OC2H5)4+O2→SiO2+4C2H4+2H2O
成膜质量好,但如果铝层已沉积,这个温度是不允许的
PE-TEOS 对O3-TEOS
等离子体增强-TEOS 臭氧-TEOS
阶梯覆盖率: 50% 保形性: 87.5%
阶梯覆盖率: 90% 保形性: 100%
金属有机化学气相沉积技术
金属有机化学气相沉积技术
金属有机化学气相沉积技术是一种常用的制备金属薄膜的技术。
该技术具有高效、精准、可重复性好等优点，已广泛应用于电子、信息、光电等领域。
本文将对金属有机化学气相沉积技术进行介绍。
金属有机化学气相沉积技术是利用金属有机配合物向基底表面沉积金属薄膜的一种方法。
该技术的原理是在高真空条件下，将金属有机配合物蒸发，使其分子从气相进入沉积室内，然后在基底表面形成金属薄膜。
金属有机配合物可以通过喷雾、化学气相沉积、溅射等方法获得。
1. 可以在室温下沉积金属薄膜，不需要进行高温烧结，避免了基底热变形和基底表面的化学反应。
2. 沉积速度低，使得沉积薄膜的表面质量和结晶度更高。
3. 沉积过程中，金属有机配合物分子的大小和形状可以根据需要进行调节，以获得更好的沉积效果。
4. 沉积出的金属薄膜具有均匀的厚度和精确的成分，可以满足不同领域的需求。
1. 电子领域：金属有机化学气相沉积技术已经广泛应用于集成电路和薄膜晶体管的制造中。
金属有机化学气相沉积技术不仅可以沉积出高质量的金属薄膜，并且可以通过控制金属有机配合物分子的大小和形状，制备出更高质量的薄膜。
3. 学术研究：金属有机化学气相沉积技术的可控性和精度高，被广泛应用于材料科学、纳米科学等领域的研究。
金属有机化学气相沉积法
金属有机化学气相沉积一、原理：金属有机化学气相沉积（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。
金属有机化学气相沉积系统（MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物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 是一利用气相反应物，或是前驱物 precursor 和Ⅲ族的有机金属和 V 族的 NH3，在基材substrate 表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。
二、MOCVD 的应用范围MOCVD 主要功能在於沉积高介电常数薄膜,可随著precursor 的更换,而沉积出不同种类的薄膜.对於LED 来说,LED 晶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机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生,对於决定LED 的性能特徵并因此影响白光LED 的装仓至关重要. MOCVD 应用的范围有: 1, 钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2 等; 2, 铁电薄膜; 3, ZnO 透明导电薄膜,用於蓝光LED 的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT 的ZnO,ZnO 纳米线; 4, 表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5, 三五族化合物如GaN,GaAs 基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器; 6, MEMS 薄膜; 7, 太阳能电池薄膜; 8, 锑化物薄膜; 9, YBCO 高温超导带; 10, 用於探测器的SiC,Si3N4 等宽频隙光电器件MOCVD 对镀膜成分,晶相等品质容易控制,可在形状复杂的基材,衬底,上形成均匀镀膜,结构密致, 附著力良好之优点,因此MOCVD 已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD 制程依用途不同,制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD 近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用,如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD 制程的应用与前景是十分光明的.三、MOCVD组件介绍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。
最新金属有机化学气相沉积法
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二、MOCVD 的应用范围MOCVD 主要功能在於沉积高介电常数薄膜,可随著precursor 的更换,而沉积出不同种类的薄膜.对於LED 来说,LED 晶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机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生,对於决定LED 的性能特徵并因此影响白光LED 的装仓至关重要. MOCVD 应用的范围有: 1, 钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2 等; 2, 铁电薄膜; 3, ZnO 透明导电薄膜,用於蓝光LED 的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT 的ZnO,ZnO 纳米线; 4, 表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5, 三五族化合物如GaN,GaAs 基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器; 6, MEMS 薄膜; 7, 太阳能电池薄膜; 8, 锑化物薄膜; 9, YBCO 高温超导带; 10, 用於探测器的SiC,Si3N4 等宽频隙光电器件MOCVD 对镀膜成分,晶相等品质容易控制,可在形状复杂的基材,衬底,上形成均匀镀膜,结构密致, 附著力良好之优点,因此MOCVD 已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD 制程依用途不同,制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD 近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用,如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD 制程的应用与前景是十分光明的.三、MOCVD组件介绍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。
第6章金属有机物化学气相沉积
（3）晶体生长是以热分解方式进行的，是单温区外 延生长，只要将衬底温度控制到一定温度就行了， 因此便于多片和大片外延生长，有利于批量生产。
（4）对于Ⅲ－V族晶体的生长，其速率与III族源 （或V族源）的供给量成正比，因此改变输运量，就 可以大幅度地改变外延生长速度（0.05~3m/min）。
（5）源及反应产物中不含有HCl一类腐蚀性的卤化 物，因而生长设备和衬底不容易被腐蚀。
（4）降温至720℃左右，在N2气氛下进行 InGaN/GaN多量子阱（Mutiple Quantum Well，简称 MQW）的生长，在这一部分，要精确调整温度，以 得到所需要的LED波长； （5）升温至960℃生长p型AlGaN层，作为电子阻挡 层，以便将电子限制在MQW区域； （6）在900℃左右生长p型GaN层，之后在N2气氛下 进行退火，激活掺杂的Mg原子，以提供空穴，最后 降温结束外延生长。
旋涂光刻胶的厚度和均匀性都是非常关键的参数。
影响光刻胶厚度的最关键参数是转速和光刻胶的黏 度，黏度越高转速越低，光刻胶厚度就越厚。
旋转涂光刻胶还需要去除边圈。在晶圆片旋转过程
中，由于离心力光刻胶向晶圆片的边缘流动到背面。 光刻胶在晶圆片边缘和背面的隆起叫边圈。目前自 动的匀胶设备一般后会配备一种边圈去除(EBR)装置。
一、X射线衍射（XRD） X射线衍射 (X-Ray Diffraction，XRD) 是目前进
行晶体结构分析、物相分析的重要方法，其工作效 率高，衍射线强度测量的灵敏度高。
二、光致发光（PL） 光致发光（photoluminescence，PL），又称光荧光， 是指在一定波长的入射光照射下被激发到高能级激 发态的电子重新跃迁到低能级被空穴俘获，即由入 射光激发到导带中电子与价带中的空穴复合而发出 光。从物理机制来分析，电子跃迁可分为两类：非 辐射跃迁与辐射跃迁。对于间距很小的能级之间， 电子跃迁可通过非辐射级联过程发射声子，这种情 况下是不能发光的；而对于间距较大的能级之间， 在允许跃迁的情况下才能发射光子，实现辐射跃迁， 导致发光。
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36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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金属有机化学气相沉积一、原理：金属有机化学气相沉积(MOCVD )是以川族、n族元素的有机化合物和v、w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，生长各种川-V 族、n-w族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。
金属有机化学气相沉积系统(MOCVD是利用金属有机化合物作为源物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-orga nic chemical vapor depositio n.MOCVD 是一利用气相反应物，或是前驱物precursor 和川族的有机金属和V族的NH3，在基材substrate 表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。
二、MOCVD勺应用范围MOCVD主要功能在於沉积高介电常数薄膜，可随著precursor的更换，而沉积出不同种类的薄膜.对於LED来说丄ED晶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机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生，对於决定LED的性能特徵并因此影响白光LED的装仓至关重要.MOCVD 应用的范围有：1,钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2等；2,铁电薄膜；3, ZnO透明导电薄膜，用於蓝光LED的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT的ZnO,ZnO 纳米线；4,表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5,三五族化合物如GaN,GaAs基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器；6, MEMS 薄膜；7, 太阳能电池薄膜；8,锑化物薄膜；9, YBCO 高温超导带；10,用於探测器的SiC,Si3N4等宽频隙光电器件MOCVD对镀膜成分，晶相等品质容易控制，可在形状复杂的基材，衬底，上形成均匀镀膜，结构密致，附著力良好之优点，因此MOCVD已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD制程依用途不同，制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用，如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD制程的应用与前景是十分光明的.三、MOCV组件介绍MOCV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. 反应腔反应腔(Reactor Chamber)主要是所有气体混合及发生反应的地方，腔体通常是由不锈钢或是石英所打造而成，而腔体的内壁通常具有由石英或是高温陶瓷所构成的内衬。
在腔体中会有一个乘载盘用来乘载基板，这个乘载盘必须能够有效率地吸收从加热器所提供的能量而达到薄膜成长时所需要的温度，而且还不能与反应气体发生反应，所以多半是用石墨所制造而成。
加热器的设置，依照设计的不同，有的设置在反应腔体之内，也有设置在腔体之外的，而加热器的种类则有以红外线灯管、热阻丝及微波等加热方式。
在反应腔体内部通常有许多可以让冷却水流通的通道，可以让冷却水来避免腔体本身在薄膜成长时发生过热的状况。
2. 气体控制及混合系统载流气体从系统的最上游供应端流入系统，经由流量控制器( MFC, Mass flowcon troller )的调节来控制各个管路中的气体流入反应腔的流量。
当这些气体流入反应腔之前，必须先经过一组气体切换路由器rvin itxk；LIHI汎忙貂格弓(Run Ne nt Switch)来决定该管路中的气体该流入反应腔( Run)亦或是直接排至反应腔尾端的废气管路(Vent )。
流入反应腔体的气体则可以参与反应而成长薄膜，而直接排入反应腔尾端的废气管路的气体则是不参与薄膜成长反应的。
3. 反应源反应源可以分成两种，第一种是有机金属反应源，第二种是氢化物 (Hydride )气体反应源。
有机金属反应源储藏在一个具有两个联外管路的密封不锈钢罐( cyli nder bubbler )内，在使用此金属反应源时，则是将这两个联外管路各与MOCV机台的管路以VCR接头紧密接合，载流气体可以从其中一端流入，并从另外一端流出时将反应源的饱和蒸气带出，进而能够流至反应腔。
氢化物气体则是储存在气密钢瓶内，经由压力调节器(Regulator )及流量控制器来控制流入反应腔体的气体流量。
不论是有机金属反应源或是氢化物气体，都是属于具有毒性的物质，有机金属在接触空气之后会发生自然氧化，所以毒性较低，而氢化物气体则是毒性相当高的物质，所以在使用时务必要特别注意安全。
常用的有机金属反应源有：TMGa(Trimethylgallium )、TMAI( Trimethylaluminum )、TMIn (Trimethylindium )、Cp2Mg( Bis(cyclopentadienyl)magnesium )、DIPTe (Diisopropyltelluride )等等。
常用的氢化物气体则有砷化氢(AsH3 )、磷化氢(PH3 )、氮化氢(NH 3 )及矽乙烷(Si 2 H 6 ) 等等。
(如图2)4. 废气处理系统废气系统是位于系统的最末端，负责吸附及处理所有通过系统的有毒气体, 境的污染。
常用的废气处理系统可分为干式、湿式及燃烧式等种类。
四、优缺点优点：混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面时，在衬底表面发生热分解反应， 并外延生长成化合物单晶薄膜。
与其他外延生长技术相比， MOCV ［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应室，因 此，可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。
可以用于生长薄层和超薄层材料。
2反应室中气体流速较快。
因此，在需要改 变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以 迅速进行改变，减小记忆效应发生的可能性。
这有利于获得陡峭的界面，适于进行异质结 构和超晶格、量子阱材料的生长。
3晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是单温区外延生长。
只要控制好反应源气流和 温度分布的均匀性， 就可以保证外延材料的均匀性。
因此，适于多片和大片的外 延生长，便于工业化大批量生产。
4通常情况下，晶体生长速率与川族源的流量成正比，因此，生长速率调节范围较广。
较快的生以减少对环阀门长速率适用于批量生长。
5使用较灵活，非常适合于生长各种异质结构材料。
原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的MOCVD生长。
而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多，性质也有一定的差别。
6由于对真空度的要求较低，反应室的结构较简单。
7生长易于控制，随着检测技术的发展，可以对MOCVD的生长过程进行在位监测。
缺点：MOCVD技术的主要缺点大部分均与其所采用的反应源有关。
首先是所采用的金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵，其次是由于部分源易燃易爆或者有毒，因此有一定的危险性，并且，反应后产物需要进行无害化处理，以避免造成环境污染。
另外，由于所采用的源中包含其他元素（如C，H等），需要对反应过程进行仔细控制以避免引入非故意掺杂的杂质。
优点五、基本结构和工作流程通常MOCVD生长的过程可以描述如下：被工作流程精确控制流量的反应源材料在载气（通常为H2，也有的系统采用N2）的携带下被通入石英或者不锈钢的反应室，在衬底上发生表面反应后生长外延层，衬底是放置在被加热的基座上的。
在反应后残留的尾气被扫出反应室，通过去除微粒和毒性的尾气处理装置后被排出系统。
MOCVDT作原理如图所示。
1图MOCVD的工作流程图一台MOCVD生长设备可以简要地分为以下的4个部分。
（1）气体操作系统：气体操作系统包括控制川族金属有机源和V族氢化物源的气流及其混合物所采用的所有的阀门、泵以及各种设备和管路。
其中，最重要的是对通入反应室进行反应的原材料的量进行精确控制的部分。
主要包括对流量进行控制的质量流量控制计（MFC , 对压力进行控制的压力控制器（PC）和对金属有机源实现温度控制的水浴恒温槽（Thor?mal Bath ）。
（2）反应室：反应室是MOCVD生长系统的核心组成部分，反应室的设计对生长的效果有至关重要的影响。
不同的MOCVD设备的生产厂家对反应室的设计也有所不同。
但是，最终的目的是相同的，即避免在反应室中出现离壁射流和湍流的存在，保证只存在层流，从而实现在反应室内的气流和温度的均匀分布，有利于大面积均匀生长。
（3）加热系统：2 MOCVD系统中衬底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。
在射频加热方式中，石墨的基座被射频线圈通过诱导耦合加热。
这种加热形式在大型的反应室中经常采用，但是通常系统过于复杂。
为了避免系统的复杂性，在稍小的反应室中，通常采用红外辐射加热方式。
卤钨灯产生的热能被转化为红外辐射能，石墨的基座吸收这种辐射能并将其转化回热能。
在电阻加热方式中，热能是由通过金属基座中的电流流动来提供的。
（4）尾气处理系统：由于MOCVD系统中所采用的大多数源均易燃易爆，雨其中的氢化物源又有剧毒，因此，必须对反应过后的尾气进行处理。
通常采用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 ）采用解毒溶液进行解毒。
另外一种解毒的方式是采用燃烧室。
在燃烧室中包括一个高温炉，可以在900〜1 000 C下，将尾气中的物质进行热解和氧化，从而实现无害化。
反应生成的产物被淀积在石英管的内壁上，可以很容易去除。
主要功能和应用的范围：主要功能和应用的范围：MOCVE主要功能在于沉积高介电常数薄膜，可随着precursor 的更换，而沉积出不同种类的薄膜。
对于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机化学气相沉积系统的圆形芯片上。
这个过程叫做晶体取向附生，对于决定LED的性能特徵并因此影响白光LED的装仓至关重要。
MOCVD应用的范围有：1、钙钛矿氧化物如PZT、SBT CeMnO2等；2、铁电薄膜；3、ZnO透明导电薄膜、用于蓝光LED的n-ZnO和p-ZnO、用于TFT的ZnO、ZnO纳米线；4、表面声波器件SAW（如LiNbO3等、；5、三五族化合物如GaN、GaAs基发光二极体（LED）、雷射器（LD）和探测器；6、MEMS薄膜；7、太阳能电池薄膜；8、锑化物薄膜；9、YBCO 高温超导带；10、用于探测器的SiC、Si3N4等宽频隙光电器件MOCVD对镀膜成分、晶相等品质容易控制，可在形状复杂的基材、衬底、上形成均匀镀膜，结构密致，附着力良好之优点，因此MOCVD已经成为工业界主3要的镀膜技术。
MOCV醐程依用途不同，制程设备也有相异的构造和型态。
MOCVD近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用，如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等。
六、前景：在可预见的未来里，MOCVD工艺的应用与前景是十分光明的。