金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)是納米制造領(lǐng)域的一項(xiàng)著名技術(shù)，在大規(guī)模集成電路、絕緣材料、磁性材料、光電子材料領(lǐng)域有著*的重要地位。通過利用氣相間的反應(yīng)，它能將蒸發(fā)的反應(yīng)物沉積在表面形成薄膜，比如說石墨烯就是CVD廣為認(rèn)知的產(chǎn)物，但目前看來，制備薄膜半導(dǎo)體材料也是它受重視的應(yīng)用之一。
金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的原理：
CVD的研究始于十九世紀(jì)末，主要用于重要材料的合成和制備。若想知道CVD是如何制造特定薄膜的，那就得先了解它的原理。
CVD屬于“自下而上”的納米制造技術(shù)，其原理是把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，通過提高溫度、等離子體作用、光的輻射或其他形式的能量，使它們?cè)谝r底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的固態(tài)物質(zhì)沉積到表面生成薄膜的過程。
CVD包括4個(gè)主要階段：①反應(yīng)氣體向材料表面擴(kuò)散；②反應(yīng)氣體吸附于材料的表面；③在材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；④氣態(tài)副產(chǎn)物脫離材料表面。由于是分子級(jí)別的成核或生長(zhǎng)，所以CVD更適合在形狀不規(guī)則的襯底表面形成致密均勻的薄膜，而且沉積速度快，膜層質(zhì)量也很穩(wěn)定，某些特殊膜層還具有優(yōu)異的光學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能，因而易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
但是CVD的沉積溫度通常很高，在900℃~2000℃之間，容易引起零件變形和組織上的變化，從而降低機(jī)體材料的機(jī)械性能并削弱機(jī)體材料和鍍層間的結(jié)合力，使基片的選擇、沉積層或所得工件的質(zhì)量都受到限制。因此，目前中、低溫和高真空兩個(gè)方面是CVD的主要發(fā)展方向。
金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)在半導(dǎo)體薄膜中的應(yīng)用：
目前，CVD可用于許多單原子材料，如由碳原子構(gòu)成的石墨烯。但對(duì)于半導(dǎo)體材料來說，這個(gè)過程可能會(huì)更復(fù)雜，因?yàn)樗鼈兺ǔ０鄠€(gè)金屬原子。舉個(gè)例子“硅”，它是已知早的（也是簡(jiǎn)單的）半導(dǎo)體材料之一，其薄膜可以在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器系統(tǒng)中由硅烷（SiH4）產(chǎn)生。
但如果想制造更復(fù)雜的半導(dǎo)體薄膜，如砷化鎵（GaAs）或氮化鎵（GaN）薄膜，那就需要用到金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）。與許多其他CVD技術(shù)一樣，MOCVD是CVD技術(shù)的延伸和改進(jìn)版本——在此過程中超純氣體被注入反應(yīng)器中，精細(xì)計(jì)量后以將非常薄的原子層沉積到半導(dǎo)體晶片上，含有所需化學(xué)元素的有機(jī)化合物或金屬有機(jī)物和氫化物的表面反應(yīng)為晶體生長(zhǎng)創(chuàng)造條件，形成材料和化合物半導(dǎo)體的外延。不同于傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體，這些半導(dǎo)體可以包含的組合III族和V族，II族和VI族，IV族或第IV族，V和VI族的元素。
MOCVD反應(yīng)腔
另外，MOCVD的沉積溫度相對(duì)較低，因此對(duì)于那些不能承受常規(guī)CVD高溫，而要求采用中低溫度的基體（如鋼一類的基體）有很高的應(yīng)用價(jià)值。除GaN等材料外，用MOCVD技術(shù)生長(zhǎng)的多晶SiO2是良好的透明導(dǎo)電材料，用MOCVD得到的TiO2結(jié)晶膜被用于了太陽能電池的抗反射層、水的光電解及光催化等方面。
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更新時(shí)間：2020-11-12 
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