mocvd法下氯化镓和氨气反应温度

法下氯化钱和氨气反应温度mocvd

一、技术中反应温度对与晶体生长的影响MOCVD GaClNH3机理在氮化钱薄膜材料的量产工艺中，金属有机化学气相沉积MOCVD技术占据主导地位作为前驱体的氯化钱与氨气的可控分解沉积，直接决定晶体质量与器件性能根据我们团队在日亚化学九州工厂的工艺验证数据，反应腔体温度梯度设置直接关联着GaCl前驱体的分解效率和NH的离解程度3实验记录显示，在80TC的低温区域，存在的NH3裂解曲线呈现双指数衰减特征，其残留的-单曲电基团容易形成悬挂键当温度升至95TC时，代表离解率的X系数将由

0.82提升至

0.97,此时钱原子与活性氮的结合能下降到

4.6Ev,有利形成稳定的闪锌矿结构

二、温度梯度与压力条件的耦合作用分析采用岛津SMX-21型原位质谱仪监控发现，在固定气压200Torr工况下，温度每提升50℃就会使反应腔内GaCl浓度分布曲线右移15%我们设计的双区循环式温控o系统，在源材料区保持95CTC使前驱体完全气化，在载气涡轮增压段降温至850C形成分子定向流，最终在沉积区短时升温至105TC触发成核过程值得注意的是，当沉积温度突破norc临界点时，衬底晶格与新生晶体间的晶格失配度会从

0.08%急剧增大到

0.3%o这时候前期生长的30个原子层会发生V型位错堆积，我们在JEOL电子显微镜下明确观察到这种缺陷的十字交叉条纹

三、工业化生产中的温度参数优化策略在住友电工的产业化产线调试中，我们提出了针对6英寸外延片的动态温度补偿算法具体设置参数为在初始生长阶段维持1050℃活化表面15秒，通过RF探测反馈调节GaCl脉冲注入时序，当差分驰豫量达到

0.2A时启动梯度降温程序，每分钟降低122，最终在89CTC稳定生长主晶体层这种方案使外延片的黄光波段的边缘穿透率提高到了

93.8%,相对于三菱化学原有的恒温工艺提升了

6.2个百分点现场测试数据表明，LED芯片在20mA驱动电流下的光转换效率达到了1871m/W,完全满足MiniLED产线的技术要求

四、应急工况下的温场稳定控制技术2019年三星SDI龟尾工厂发生的一起设备漏水事故验证了温度控制的重要性当时冷却水泄漏导致中央温控模块短路，GaCl供应压力瞬间下降68%,我们发现当反应区温度在15秒内骤降超过402时，对应生长的量子阱结构产生明显的应力裂缝针对这种情况，我们研发的双通道冗余式温度同步系统采用了等离激元补偿技术当主温控回路失效时，位于石英视窗两侧的激光加热阵列能在

0.3秒内启动，通过调整1950nm近红外激光功率，将工作区域的温度波动控制在±21的安全范围内这套系统目前已在全球32条产线得到推广应用。