MOCVD,全称为 Metal-Organic Chemical Vapor Deposition(金属有机化学气相沉积),是一种在基板上生长半导体薄膜的关键技术。该技术利用金属有机化合物作为前驱体,通过热分解反应在晶圆表面沉积出具有特定光学和电学特性的覆盖材料。MOCVD在LED芯片和功率器件的制造中发挥着重要作用,已成为半导体化合物材料制备的关键技术之一。
MOCVD技术的工作原理
MOCVD技术以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物以及V族、Ⅵ族元素的氢化物作为源材料,通过精确控制热分解反应条件,在特定衬底上实现气相外延生长。这种技术能够制备出多种高质量、高性能的Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及多元固溶体的薄层单晶材料。
MOCVD技术的应用
MOCVD技术在微电子、光电子、功率电子等领域有着广泛的应用前景。特别是在制造LED时,MOCVD是生产氮化镓(GaN)和相关材料的关键技术。此外,MOCVD还用于制造半导体激光器、气敏元件、超导薄膜材料、铁电/铁磁薄膜、高介电材料等多种薄膜材料。
MOCVD设备的特点
MOCVD设备一般有手动操作和微机自动控制操作两种功能。系统中的晶体生长通常在常压或低压(10-100Torr)下进行,衬底温度控制在500-1200℃,使用直流加热石墨基座,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技术的重要性
经过近二十年的持续发展,MOCVD已成为目前半导体化合物材料制备的关键技术之一。它的应用不仅提高了半导体器件的性能和可靠性,还推动了微电子技术和光电子技术的进步。