MOCVD的沉積過程是在氣相中進行，前驅體必須處于氣態(tài)，才能在反應室內(nèi)與其他氣體反應生成所需的薄膜。大多數(shù)前驅體是液態(tài)或固態(tài)，那么怎么讓這些前驅體實現(xiàn)相的轉化呢？ 今天我們就以三種常見的氣化方式為例進行講解：氣泡法（Bubbler），液體注射法（Liquid Injection），固態(tài)升華法（Sublimation）。其中前兩種方法用于液態(tài)前驅體，最后一種方法用在粉末前驅體中。

氣泡法（Bubbler）

氣泡法原理

氫氣，氮氣或惰性氣體，被引入一個裝有液態(tài)前驅體的氣泡瓶。載氣通過液態(tài)前驅體時，它會產(chǎn)生氣泡，這些氣泡在通過液體上升的過程中帶走前驅體分子。載氣與前驅體分子混合，被傳送到反應腔室中?？梢钥刂茪馀萜康臏囟扰c壓力，來控制前驅體的氣化率和混合氣中的前驅體濃度。

氣泡瓶長什么樣？

氣泡瓶類似于我們在初中做化學實驗的集氣瓶，一般是電解拋光的不銹鋼材質。有進口管與出口管，進口管較低，出口管較高。而氣泡瓶的容量根據(jù)MOCVD的類型從 150 毫升到 3000 毫升不等。為了避免氣泡瓶或管道中出現(xiàn)前驅體冷凝，一般會有加熱裝置。

液體注射法（Liquid Injection） 原理 液態(tài)前驅體存儲在一個容器中，通過精確控制的注射泵定量推送到蒸發(fā)器中。注入的液態(tài)前驅體在蒸發(fā)器中被加熱，迅速被蒸發(fā)為氣體。蒸發(fā)后的前驅體以氣態(tài)形式進入反應室，在那里發(fā)生化學反應，形成所需的薄膜。

優(yōu)點

1，通過控制注射泵的流速和注射時間，可以精確控制送入反應室的前驅體量。 2，適用于各種液態(tài)前驅體，包括那些在常溫下不易蒸發(fā)的前驅體。

固態(tài)升華法（Sublimation） 固態(tài)前驅體在加熱容器中被加熱至其升華點，從固態(tài)直接轉化為氣態(tài)。升華后的前驅體以氣態(tài)形式通過載氣輸送到反應室即可參與反應。

優(yōu)點

1，由于前驅體直接從固態(tài)轉化為氣態(tài)，使其具有高純度。 2，通過調節(jié)加熱溫度和載氣流量，可以精確控制前驅體的供應量。

反應腔室的前驅體濃度怎么檢測？

前驅體濃度的監(jiān)控對于薄膜質量十分關鍵。MOCVD可以集成基于非色散紅外（NDIR）技術的氣體濃度監(jiān)測器，在線測量前驅體濃度，再根據(jù)總壓力和氣體的摩爾分數(shù)，可以計算出前驅體的分壓。

非色散紅外（NDIR）技術，全稱Non-Dispersive Infrared。原理是紅外光源發(fā)射的紅外光，穿過含有被測氣態(tài)前驅體的反應室，被測氣體分子吸收特定波長的紅外光，再檢測通過反應室后未被吸收的紅外光，最后根據(jù)被吸收的光強度計算氣體濃度。

編輯：黃飛