在低溫區(qū),生長(zhǎng)速率隨生長(zhǎng)溫度的上升而迅速提高,主要?dú)w因于NH3的分解效率和反應(yīng)活化能隨溫度升高而顯著提高。這一溫區(qū)也即反應(yīng)動(dòng)力學(xué)區(qū), HD64F2215TE16此時(shí)表面反應(yīng)速率限制著生長(zhǎng)速率,隨著生長(zhǎng)溫度增加,反應(yīng)加快,生長(zhǎng)速率增加。另外,研究表明襯底取向?qū)ι?/span>長(zhǎng)速度及活化能都有影響。

   在中溫區(qū),即質(zhì)量輸運(yùn)區(qū),此時(shí)表面反應(yīng)速度已足夠快,到達(dá)表面的反應(yīng)源都能反應(yīng),生長(zhǎng)速率受溫度的影響變得很弱,卻隨TMGa分壓增加而直線增加,與NH3分壓關(guān)系不明顯,也與襯底取向幾乎無(wú)關(guān)。這一特點(diǎn)可以理解為GaN的外延生長(zhǎng)主要被TMGa到達(dá)襯底表面的輸運(yùn)速度所控制。在氣相中原子或分子的擴(kuò)散勢(shì)壘較低,故生長(zhǎng)速度也就隨溫度緩慢變化。在該區(qū)域中維持其他條件不變而只增加氣體流速時(shí),會(huì)加快反應(yīng)源向襯底表面的輸運(yùn),使生長(zhǎng)速率提高。因此,這一區(qū)域通常被稱為生長(zhǎng)速率的質(zhì)量輸運(yùn)控制區(qū)或擴(kuò)散控

制區(qū)。

   在高溫區(qū),即熱動(dòng)力學(xué)區(qū),由于MOCVD生長(zhǎng)是放熱反應(yīng),因生長(zhǎng)溫度過(guò)高而抑制了反應(yīng)過(guò)程,使得生長(zhǎng)速度隨著生長(zhǎng)溫度的升高反而下降,并且與襯底取向有關(guān)。具體而言,這與表面脫附、物質(zhì)分解以及由于氣相反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)物的耗盡等影響因素均有關(guān)系。

   這種典型關(guān)系在許多其他體系中都可以觀察到[")。其中的中溫區(qū),即質(zhì)量輸運(yùn)控制區(qū),是通常外延生長(zhǎng)GaN本征層的區(qū)域。在質(zhì)量輸運(yùn)控制區(qū)中進(jìn)行外延生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)是外延生長(zhǎng)效率高、外延層表面形貌和外延層的晶體質(zhì)量好、生長(zhǎng)速率對(duì)溫度不敏感。在相應(yīng)的3個(gè)不同溫區(qū),藍(lán)綠光LED的GaN材料和紅黃光LED的A⒑aInP材料的生長(zhǎng)均表現(xiàn)出類似的生長(zhǎng)速率變化規(guī)律。