MOCVD原理及设备简介

1、2022/5/191一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄膜的化学气相沉积技术。膜的化学气相沉积技术。优点：沉积温度低、不采用卤化物原料，因此优点：沉积温度低、不采用卤化物原料，因此 在沉积中不存在刻蚀反应在沉积中不存在刻蚀反应;适合大批量生产。适合大批量生产。可直接生长出绒面结构的可直接生长出绒面结构的ZnO薄膜，能有效增加入射薄膜，能有效增加入射光的光程，对太阳光谱起到良好的陷光作用。光的光程，对太阳光谱起到良好的陷光作用。缺点缺点:许多有机金属化合物蒸气有毒、易燃许多有机金属化合物蒸气有毒、易燃; 反应温度反应温度低，因此有时在气相中就发

2、生反应。低，因此有时在气相中就发生反应。 2022/5/1922022/5/193以玻璃为基底以玻璃为基底pin 型太阳能电池型太阳能电池 i layer (350nm)玻璃玻璃SnO2 （900nm)P layer (10nm)n layer (30nm)ZnO (80nm)Metal (250 nm)封装玻璃封装玻璃引线盒引线盒ZnO2022/5/1941.增加反射光在太阳电池中的光增加反射光在太阳电池中的光程程，提高太阳光的收集效率。，提高太阳光的收集效率。2. 减薄本征吸收层，抑制光致衰退，减薄本征吸收层，抑制光致衰退， 改善电池的稳定性；改善电池的稳定性；3. 阻挡金属背电极元素如阻

3、挡金属背电极元素如Ag或或Al 向向n层的扩散，改善界面及电层的扩散，改善界面及电池性能。池性能。结构：六方晶体，每个结构：六方晶体，每个Zn(锌锌)原子与四个原子与四个O(氧氧 )原原子按四面体排布，子按四面体排布，ZnO薄膜是由不规则晶粒组成的薄膜是由不规则晶粒组成的多晶薄膜。多晶薄膜。半导体特性：半导体特性：N型宽带隙半导体，型宽带隙半导体，Eg=3.36eV2022/5/195导带导带禁带禁带价带价带电子能量电子能量导带底导带底 Ec价带顶价带顶 EvEg (禁带宽度禁带宽度)2022/5/196 方块电阻：35%将金属有机物气化后，利用载气通入反应室，在反应室内发生化学反应，生成物沉

4、积到衬底上形成薄膜。2022/5/197金属有机物：DEZ载气： ArZnO的制备的制备DEZH2O ZnO2022/5/198 (C2H5)2Zn+2H2OZn(OH)+2C2H6基 底 Zn(OH)2ZnO H2O 基底温度：基底温度：180 200 泵组2022/5/199热阱沉积室MOCVD系统温度：2503002022/5/1910反应气体反应气体：1.DEZ (Ar载气）载气）2.H2O(Ar载气）载气）3.B2H6尾气：尾气：Ar、H2O、C2H6、B2H6、H2、（C2H5)2Zn沉积室沉积室2022/5/1911参数：参数：温度：室温温度：室温300压力：压力：0.55Tor

5、r传输腔：传输腔：1个个沉积室：沉积室：3个个进进/出样室：出样室：2个个2022/5/19122022/5/1913DEZ和H2O气路管布局图2022/5/19142022/5/19152022/5/1916无色液体、与水、空气可发生剧烈反应，易燃易爆，无色液体、与水、空气可发生剧烈反应，易燃易爆，对皮肤及眼睛有伤害。对皮肤及眼睛有伤害。2022/5/19172022/5/1918对厂房设计、安全要放在首位。一般厂房分为两层，对厂房设计、安全要放在首位。一般厂房分为两层，2楼主要放氮气管、氨气管、空调、排风。楼主要放氮气管、氨气管、空调、排风。1楼放楼放DEZ2022/5/19192022/5/19202022/5/1921漏液燃烧室漏液燃烧室2022/5/19222022/5/19232022/5/19241.防爆2.房间内有空调口、排风口、氮气口3.房间内有火警检测器、烟雾检测器4.自动充填系统下面有通孔及下水道，可以使泄漏的化学品流到漏液燃烧装置5.燃烧装置不能有水6.燃烧装置配备排气管、氮气输出管7.DEZ放配避雷针2022/5/19252022/5/1926卸气罐卸气罐1.确认罐内残余确认罐内残余DEZ量量2.关闭气罐所有阀门关闭气罐所有阀门3.管道清洗管道清洗4. 拆除分离气罐与管拆除分离气罐与管路路2022/5/19271. 确认所有阀门处于关闭状态确认所有阀门