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2025-08-22T05:35:49Z

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'''有機金屬化學氣相沉積法'''( MOCVD , Metal-organic Chemical Vapor Deposition )，是佇基枋頂懸成長半導體薄膜的一種方法。
其他類似的名稱如講：MOVPE ( Metal-organic Vapor-Phase Epitaxy )、OMVPE ( Organometallic Vapor-Phase Epitaxy ) 佮 OMCVD ( Organometallic Chemical Vapor Deposition ) 等咧，其中的頭前兩字母 " MO " 抑是講 " OM "，指甲半導體薄膜成長過程當中所採用的反應源 ( precusor ) 為金屬化合物 " Metal-organic " 抑是有機金屬化合物。若後壁三个字母 " CVD " 抑是講 " VPE "，指甲是所成長的半導體薄膜的特性是屬於非晶形薄膜抑是有晶形的薄膜。一般來講，" CVD " 所講的是非晶形薄膜的成長，這款成長方式歸類於 " 沉積 " ( Deposition )；而且 " VPE " 所指的是具有晶形的薄膜成長方式，這種方式歸類於 " 影響 " ( Epitaxy )。

==簡介==

MOCVD 成長薄膜的時陣，主要將載流氣體 ( Carrier gas ) 通過有機金屬反應源的容器的時，共反應源的飽和蒸氣帶到反應腔內底佮其他反應氣體透濫，然後佇予加熱的基枋頂懸發生化學反應促成薄膜的成長。一般來講，載流氣體通常是氫氣，但是嘛有一寡特殊情況下採用氮氣（比如講：成長氮化鼻芳（InGaN）薄膜時）。捷用的基板為新化領（GaAs）、磷化鄰化（GaP）、磷化鄰化（InP）、矽（Si）、碳化矽（SiC）佮藍寶石（Al 二 O 三）等咧。通常所成長的薄膜材料主要為三五族化合物半導體（比如講：砷化又閣（GaAs）、砷化又閣 a-lú-mih（AlGaAs）、磷化 a-lú-mih 鋪排（AlGaInP）、氮化鼻芳（InGaN））或者是二六族化合物半導體，這半導體薄膜仔是應用佇光電元件（比如講：發光二極體、雷射二極體佮太陽能電池）佮微電子的元件（比如講：異質結雙極性電晶體）佮假晶式高電子搬徙率電晶體（PHEMT））的製作。

===MOCVD 組件介紹===

MOCVD 系統的組件會當大概分做：反應腔口、氣體控制佮濫做伙的系統、閣有廢氣處理系統。

一 . 反應腔口（Reactor Chamber）：

: 反應腔口 ( Reactor Chamber ) 主要是所有氣體透濫發生反應的所在，腔體通常是由 sir-tián-lè-sù 或者是石英所打造來的，腔口成的內壁通常有由石英抑是高溫瓷仔所構成的內襯。佇腔裡會有一个乘載盤用來乘載基板，這个乘載盤就愛會當有效率吸收對加熱器所提供的能量達到薄膜成長的時陣所需要的溫度，而且閣袂當佮反應氣體發生反應，所以攏是用石墨所製造來做，也有用碳化矽。加熱器的所在，依照設計的無仝，有的設置佇咧反應腔口內底，嘛有囥佇咧腔體以外的，加熱器的種類有以紅外線燈管、熱阻絲佮微波等等加熱方式。佇咧反應腔口內部通常有真濟會當予冷卻水流通的通道，會當予冷卻水來避免腔體本身佇咧薄膜成長的時陣有發生過熱的狀況。

二 . 氣體控制佮濫做伙的系統 ( Gas handling & mixing system )：

: 載流氣體對系統上頂游供應端流入系統，經過流量控制器（MFC , Mass flow controller）調節來控制各種管路中的氣體流入反應腔的流量。當遮的氣體流入去反應腔進前，必須先經過一組氣體切換路由器 ( Run / Vent Switch ) 來決定這个管路中的氣體該流入去反應腔（Run）抑是直接排至反應腔尾溜的廢氣管路（Vent）。流入去反映腔體的氣體會當參與顛倒成長薄膜，落直接排入去反應腔尾溜的廢氣管路的氣體是無啥參與薄膜成長反應的。

三 . 反應源（Precursor）：

: 反應源會當分兩種，第一種是有機金屬反應源，第二種是氫化物氣體反應源。有機金屬反應源儲藏佇一个有兩个聯外管路的密封 sir-tián-lè-sù 罐（cylinder bubbler）內，在使用此金屬反應源時，則是共這兩个聯外管路各與 MOCVD 機台的管路以 VCR 接頭敆牢牢，載流氣體會使按其中一爿流入去，而且佇另外一爿流出的時陣會反應源的飽和蒸氣帶出，進一步會當流甲反應腔。氫化物氣體是儲存佇咧氣密鋼瓶內底，經由壓力調節器（Regulator）佮流量控制器來控制流入去反應腔體的氣體流量。無論是有機金屬反應源抑是氫化物氣體，攏是屬於有毒性的物質，有機金屬佇咧接觸空氣了後會發生自然氧化，所以毒性較低，若氫化物氣體是毒性誠懸的物質，所以佇咧使用的時著愛特別注意安全。常用的有機金屬反應源有：TMGa（Trimethylgallium）、 TMAl（Trimethylaluminum）、 TMIn（Trimethylindium）、 Cp 二 Mg（Bis ( cyclopentadienyl ) magnesium）、 DIPTe（Diisopropyltelluride）等咧。定用的氫化物氣體有新化氫（AsH 三）、磷化氫（PH 三）、氮化氫（NH 三）佮矽乙烷 ( Si 二 H 六 ) 等咧。

四 . 廢氣處理系統（Scrubber）：

: 廢氣系統是因為系統上尾仔，負責吸牢咧處理所有通過系統的有毒氣體，以減少對環境的汙染。捷用的廢氣處理系統會當分做焦缸、溼式佮燃燒式等種類。

==深入閱讀==

一 . G . B . Stringfellow . Organometallic Vapor-Phase Epitaxy : Theory and Practice , 二 nd ed . Academic Press ( 一千九百九十九 ) . ( ISBN 空九十二四六十七五三千八百四十二孵四 )

[[分類: 待校正]]

有機金屬化學氣相沉積法 - 修訂紀錄

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