典型的MOCVD生长过程示意图。在MOCVD反应室内,为了使生长的材料稳定、 HD64F2166VTE33V可重复且均匀性好,通常要调整外延条件(如温度、压力、总气流量、衬底转速等)以在衬底表面形成稳定的层流,称为边界层。材料的生长包括以下一系列过程:

   (1)质量输运过程:载气携带Mo源和氢化物等反应源进入反应室,随着气体流向加热的衬底,其温度逐渐升高,反应源通过边界层向衬底表面扩散。

   (2)反应剂在衬底表面的吸附过程:金属有机化合物与非金属氢化物或有机化合物之间形成加合物,当温度进一步升高时Mo源和氢化物及加合物逐步热分解至气相成核,气相中的反应物扩散至衬底表面后首先吸附到表面。

   (3)表面反应过程:吸附的反应物会在表面迁移并继续发生反应。

   (4)反应生成的Ⅲ-V族化合物在衬底表面键合“嫁接”,最终并入晶格形成外延层。

   (5)反应副产物从衬底表面脱附或分解,扩散出边界层被载气带出反应室。此外也有部分气相反应物被气流直接带出反应室。

   事实上,在反应室内涉及到多组分和多相,因此实际生长过程中的化学反应、变化和生长演化过程比上述描述的要复杂得多。