金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)作為氮化物材料外延生長的核心工藝，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生長過程涉及多個溫度敏感環(huán)節(jié)，從襯底預(yù)處理到外延生長，每個階段都對溫度控制有著嚴(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℃），確保生長環(huán)境潔凈；

外延生長過程

成核層生長：在低溫（500-650℃）下生長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：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，實現(xiàn)三維島狀生長向準(zhǔn)二維生長的轉(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。退火處理可進一步減少缺陷并優(yōu)化晶體質(zhì)量。