金属有机化合物化学气相沉积

金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）是一种利用金属有机化合物热分解反应进行气相外延生长的方法，即把含有外延材料组分的金属有机化合物通过载气输运到反应室，在一定温度下进行外延生长。该方法现在主要用于化学半导基体气相生长上。由于其组分、界面控制精度高，广泛应用于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导基体超晶格量子阱等低维材料的生长。

金属有机化合物是一类含有碳-金属键的物质。它要适用于MOCVD-法，应具有易于合成和提纯，在室温下是液体并有适当的蒸气压、较低的热分解温度，对沉积薄膜沾污小和毒性小等特点。现以生长Ⅲ-V族化合物为例。载气高纯氢通过装有Ⅲ族元素有机化合物的鼓泡瓶携带其蒸气与用高纯氢稀释的V族元素氢化物分别导入反应室，衬底放在高频加热的石墨基座上，被加热的衬底对金属有机物的热分解具有催化效应，并在其上生成外延层，这是在远离热平衡状态下进行的。在较宽的温度范围内，生长速率与温度无关，而只与到达表面源物质量有关。

MOCVD技术所用的设备包括∶温度精确控制系统、压力精确控制系统、气体流量精确控制系统、高纯载气处理系统、尾气处理系统等。为了提高异质界面的清晰度，在反应室前通常设有一个高速、无死区的多通道气体转换阀;为了使气体转换顺利进行，一般设有反应气路和辅助气路，两者气体压力要保持相等。

根据 MOCVD生长压力的不同，又分为常压 MOCVD 和低压 MOCVD。将MOCVD与分子束外延（MBE）技术结合，发展出金属有机化合物分子束外延（MOMBE）和化学束外延（CBE）等技术。

与常规化学气相沉积相比，MOCVD 的优点是∶①沉积温度低;②能沉积单晶、多晶、非晶的膜层和超薄层、原子层薄膜;③可以大规模、低成本制备复杂组分的薄膜和化合物半导基体材料;④可以在不同基材表面沉积;⑤每一种或增加一种 MO 源可以增加沉积材料中的一种组分或一种化合物，使用两种或更多MO 源可以沉积二元或多元、二层或多层的表面材料，工艺的通用性较广。MOCVD 的缺点是∶沉积速度较慢，仅适宜于沉积微米级的表面层;原料的毒性较大，设备的密封性、可靠性要好，并谨慎管理和操作。

（摘自《气相沉积薄膜强韧化技术》侵权必删）