在MOCVD工艺中,外延薄膜的生长速率与温度存在高度非线性关系,且温度波动会直接影响薄膜的均匀性和结晶质量。
根据温度的变化可以将外延薄膜生长行为大致分成三个区:动力学控制区、质量传输控制区、热力学控制区:
动力学控制区:
生长速率随温度升高呈指数增长;随温度的升高,生长速率会因源分解加剧而变快。温度波动对反应速率影响很大,进而影响生长薄膜的均匀性。
质量传输控制区:
当温度上升到能使源完全分解时,生长速率基本不随温度变化或缓慢下降,此后质量输运将主导生长速率,从而获得稳定、可控的外延层。
热力学控制区:
伴随温度的持续上升, 源反应进一步加剧,外延层发生分解,生长速率下降。