在MOCVD工藝中,外延薄膜的生長速率與溫度存在高度非線性關(guān)系,且溫度波動會直接影響薄膜的均勻性和結(jié)晶質(zhì)量。
根據(jù)溫度的變化可以將外延薄膜生長行為大致分成三個區(qū):動力學(xué)控制區(qū)、質(zhì)量傳輸控制區(qū)、熱力學(xué)控制區(qū):
動力學(xué)控制區(qū):
生長速率隨溫度升高呈指數(shù)增長;隨溫度的升高,生長速率會因源分解加劇而變快。溫度波動對反應(yīng)速率影響很大,進而影響生長薄膜的均勻性。
質(zhì)量傳輸控制區(qū):
當溫度上升到能使源完全分解時,生長速率基本不隨溫度變化或緩慢下降,此后質(zhì)量輸運將主導(dǎo)生長速率,從而獲得穩(wěn)定、可控的外延層。
熱力學(xué)控制區(qū):
伴隨溫度的持續(xù)上升, 源反應(yīng)進一步加劇,外延層發(fā)生分解,生長速率下降。