金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)作為氮化物材料外延生長(zhǎng)的核心工藝，在LED、激光二極管等光電器件制造中最重要的外延技術(shù)之一。
而氮化物MOCVD生長(zhǎng)過程涉及多個(gè)溫度敏感環(huán)節(jié)，從襯底預(yù)處理到外延生長(zhǎng)，每個(gè)階段都對(duì)溫度控制有著嚴(yán)格要求：
襯底準(zhǔn)備和預(yù)處理
襯底選擇與清洗：如藍(lán)寶石襯底在1000℃氫氣環(huán)境中高溫清洗，可去除表面損傷層并形成納米級(jí)微坑，改善成核質(zhì)量；
氮化處理階段：在低溫（500-650℃）或高溫（1200℃）下通入NH?，使襯底表面形成氮化層（如AlN或GaN犧牲層），增強(qiáng)與外延層的結(jié)合力并減少缺陷；
MOCVD反應(yīng)室預(yù)熱：反應(yīng)室需清洗去除污染物，并預(yù)熱至設(shè)定溫度（通常500-1200℃），確保生長(zhǎng)環(huán)境潔凈；
外延生長(zhǎng)過程
成核層生長(zhǎng)：在低溫（500-650℃）下生長(zhǎng)10-100 nm厚的成核層（如GaN或AlN）。成核層質(zhì)量直接影響后續(xù)外延層的缺陷密度和均勻性。
高溫外延層生長(zhǎng)：提高溫度至1000-1100℃，通過精確控制V/III比（NH?與前驅(qū)體流量比）和氣體流量，實(shí)現(xiàn)三維島狀生長(zhǎng)向準(zhǔn)二維生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變。
退火與降溫處理：外延完成后需在NH?氣氛中緩慢降溫，避免熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋。退火處理可進(jìn)一步減少缺陷并優(yōu)化晶體質(zhì)量。
