انباشت به روش MOCVD
این سیستم گران قیمت، بیشتر برای استفاده در زمینه اپتوالکترونیک مانند ساخت لیزرهای نیمرسانا، LED و آشکارسازهای نوری بکار برده می شود. برای درک بهتر نسبت به نوع فرآیند انجام شده، ساختار یک لیزر نیمرسانا مشابه شكل 1، را در نظر می گیریم که در آن روی زیرلایه ای از جنس GaAs لایه هایی از GaAs و یا ترکیبات سه تایی آن با آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است.

شكل1: نماي شماتيك از يك ليزر نيمرسانا

در سیستم های MOCVD همان طور که از نام آن پیداست، از چشمه های ترکیبی فلزـ آلی استفاده می کنند. اين چشمه ها بطورکلی به دو صورت ترکیب می شوند:
الف) براي تشكيل لايه مورد نظر مطابق رابطه زیر، از تركيب دو راديكال آلي استفاده مي شود:       ...
که در آن R و نشان دهنده رادیکال متیل، اتیل و یا حتی آلکیل سنگین تر می باشد. M فلزگروه II و یا III است و E عنصری از گروه Vیا VI می باشد. ترکیبات III-V (و یا ترکیبات گروه های II-VI ) به اضافه آلکیل های فلزی (با وزن مولکولی پایین) موجب تشکیل ترکیباتی از قبیل دی متیل کادمیوم یا تری متیل گالیوم را می دهند. به عنوان مثال مطابق رابطه زیر، لايه GaSb با استفاده واكنش بين تری متيل گاليوم (TMGa) و تری متيل آنتيموان (TMSb) بدست مي آيد.

ب) در بعضی واکنش ها به جای یکی از رادیکال های آلی، از هیدروژن استفاده می کنند. در این حالت شکل عمومی واکنش بين فلز- آلی و هيدراد به صورت زير است:

که در اين رابطه R راديکال آلی، M و عنصرهای فلزی هستند که ترکيب دوتايي را تشکيل میدهند و n يک عدد صحيح است. نمونه ای از اين نوع واكنش، ترکیب تری متيل گاليوم (CH3)3Ga با AsH3 مي باشد:                                                                                                                       .... ..
برای ساختن ماده ترکیبی سه تایی از ترکیب دو چشمه فلز- آلی و یک هیدراد با غلظت مشخص استفاده می کنند.
به عنوان مثال برای ایجاد لایه بر روی ویفر (مطابق شکل ... داریم:

شکل2، نماي شماتیک از يك دستگاه MOCVD را نشان مي دهد. مطابق اين شكل، بخارهای چشمه های آلی فلز با چشمههای هيدرادی ترکيب شده، جریان آرام گاز حامل(هیدروژن و یا نیتروژن) وارد محفظه واکنش شده و از روی زیرلایه ای که در محدوده 700-400 درجه سانتی گراد در حال گرم شدن است، عبور می کنند. در اثر حرارت، واکنش هایی مانند آنچه در بالا اشاره شد روی سطح زیرلایه رخ داده و موجب تشکیل یک لایه جامد کریستالی روی آن می شود.
از طرفی دیگر فرآورده های جنبی حاصل از واکنش های فرعی نظير متان، هيدروژن بعد از عبور از دستگاه تصفیه گاز، از طريق سامانه خروج گاز خارج می شوند. فاکتورهای تأثیرگذار در این فرآیند عبارتند از:
مقدار نرخ مواد تشکیل دهنده لایه
آهنگ واکنش این مواد
درجه حرارت زیرلایه
فشار محفظه
ساختار هندسی محفظه

در جدول1 تعدادی از زیرلایه ها و لایه های متداول با پارامترهای تجربی آمده است. مشاهده مي شود كه مواد مورد استفاده ازگروه هاي III-V و II-VI مي باشد.
اگر چه MOCVD برای لایه نشانی گستره وسیعی از مواد گروه III-V و II-VI استفاده می شود، اخیراً براي ساخت لیزرهای آبی- سبز AlGaInN و ZnSSe بیشتر از سیستم های MBEاستفاده مي شود.

شكل2: نماي شماتيك يك راكتور MOCVD .

جدول1 : لايه ها و زيرلايه هاي متداول

درجه حرارت رشد	زیرلایه	نوع ماده
750-700	GaAs	AlGaAs
650-600	GaAs	InGaAs (strained)
750-700	GaAs	InGaAlP
650-600	InP	InGaAsP
650-600	InP	InGaAs
400-350	GaAs	HgCdTe
550-420	GaAs	ZnSSe

در شکل 3، نماي شماتیک و واقعي از داخل یک سیستم MOCVD نشان داده شده است.

شكل3): الف- نماي واقعي از داخل يك سامانه MOCVD ب- نماي شماتيك از داخل يك سامانه MOCVD 1- ترموكوپل 2- هيتر 3- ورودي گاز 4- فضاي بالاي چمبر 5- پروب هاي اپتيكي 6- اورينگ دو طرفه 7- داخل ديواركه با آب خنك مي شود 8- ديوار كوارتز 9- خروجي

در جدول2، پارامترهاي رشد در روش های MBE ، CVD و MOCVD با هم مقایسه شده اند.

جدول2: مقايسه پارامترهاي رشد در چند سامانه لايه نشاني

MBE	MOCVD	CVD	پارامتر
01/0	1/0	1/0	آهنگ انباشت
550	750	750	دمای رشد
5	25	250	کنترل ضخامت(A )

جدول3: مشخصات سامانه هاي مختلف لايه نشاني شيميايي

*	APCVD	LPCVD	MOCVD	PECVD
مزایا	ساده، آهنگ انباشت بالا، ارزان	یکنواختی عالی، خلوص بالا	قابل استفاده برای فلزات، نیمرساناها و دی الکتریک ها	دمای کم برای انجام لایه نشانی چسبندگی بالا
معایب	یکنواختی کمتر، خلوص کمتر	آهنگ انباشت پایین	بسیارسمی، گران قیمت	پلاسما گاهی موجب تخریب لایه و حتی نمونه می شود
کاربرد عمده	لایه های اکسیدی ضخیم	لایه نشانی دی الکتریک ها، پلی سیلیکن	ساخت LED ، دیود لیزرها، نیمرساناها	لایه نشانی دی الکتریک

منبع : کتاب مبانی لایه نشانی و آنالیز نانو ساختار تالیف آقای جهانبخش مشایخی، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

فیلم آموزشی در مورد روش MOCVD

فیلمها و مطالب آموزشی

آنالیزهای سطح و لایه   نازک

برهم کنش بین ذرات باردار با لایه نازک

برهم کنش بین پرتو ایکس با لایه نازک

برهم کنش بین پرتو نور با    لایه نازک

میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM

میکروسکوپ الکترونی عبوری    TEM

میکروسکوپ پروبی روبشی    SPM

میکروسکوپ پروبی روبشی    AFM

میکروسکوپ روبشی تونلینگ    STM

آنالیز سطح و لایه به روش SIMS

آنالیز سطح و لایه به روش    RBS

آنالیز سطح و لایه به روش    XRD

آنالیز سطح و لایه به روش    XPS

آنالیزطیفی به روش بیضی سنجی

آنالیزطیفی به روش اسپکتروفتومتر

لایه نشانی و پارامترهای آن

ساختار    تشکیل       لایه

روش تفنگ الکترونی E_Beam Gun

روش تبخیر مقاومتی    Resistant Ev

روش کندوپاش       Sputtering

لایه نشانی به روش لیرزی    PLD

لایه نشانی به روش       MBE

لایه نشانی شیمیایی       CVD

لایه نشانی شیمیایی        PECVD

لایه نشانی شیمیایی     MOCVD

درباره                            خلاء

پمپ روتاری    Rotary Pump

پمپ توربومولکولارTurbomolecular

پمپ کرایوجنیک Cryojenic Pump

پمپ دیفیوژن    Diffusion Pump

تاریخچه فشارسنج های نخستین

فشارسنجهای محدوده خلاء پایین

فشارسنج یونی کاتد سرد و گرم

کنترل ضخامت

ضخامت سنجی اپتیکی

ضخامت سنجی کریستالیQCM