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系,且溫度波動會直接影響薄膜的均勻性和結晶質量。
根據溫度的變化可以將外延薄膜生長行為大致分成三個區(qū):動力學控制區(qū)、質量傳輸控制區(qū)、熱力學控制區(qū):
動力學控制區(qū):
生長速率隨溫度升高呈指數增長;隨溫度的升高,生長速率會因源分解加劇而變快。溫度波動對反應速率影響很大,進而影響生長薄膜的均勻性。
質量傳輸控制區(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,此后質量輸運將主導生長速率,從而獲得穩(wěn)定、可控的外延層。
熱力學控制區(qū):
伴隨溫度的持續(xù)上升, 源反應進一步加劇,外延層發(fā)生分解,生長速率下降。