MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機(jī)化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長(zhǎng)源材料，以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進(jìn)行氣相外延，生長(zhǎng)各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長(zhǎng)都是在常壓或低壓(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不銹鋼)反應(yīng)室中進(jìn)行，襯底溫度為500-1200℃,用直流加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方),H2通過(guò)溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機(jī)物到生長(zhǎng)區(qū)。

MOCVD系統(tǒng)組成分為幾部分：

因?yàn)镸OCVD生長(zhǎng)使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物質(zhì)，并且要生長(zhǎng)多組分、大面積、薄層和超薄層異質(zhì)材料。因此在MOCVD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想上，通常要考慮系統(tǒng)密封性，流量、溫度控制要精確，組分變換要迅速，系統(tǒng)要緊湊等。不同廠家和研究者所產(chǎn)生或組裝的MOCVD設(shè)備是不同的。 一般由 源供給系統(tǒng) 、氣體輸運(yùn)和流量控制系統(tǒng)、反應(yīng)室及溫度控制系統(tǒng)、尾氣處理及安全防護(hù)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)操作及電控系統(tǒng)。

【源供給系統(tǒng)】

包括Ⅲ族金屬有機(jī)化合物、V族氫化物及摻雜源的供給。金屬有機(jī)化合物裝在特制的不銹剛的鼓泡器中，由通入的高純H2攜帶輸運(yùn)到反應(yīng)室。為了保證金屬有機(jī)化合物有恒定的蒸汽壓，源瓶置入電子恒溫器中，溫度控制精度可達(dá)0.2℃以下。氫化物一般是經(jīng)高純H2稀釋到濃度5%一10%后，裝入鋼瓶中，使用時(shí)再用高純H2稀釋到所需濃度后，輸運(yùn)到反應(yīng)室。摻雜源有兩類，一類是金屬有機(jī)化合物，另一類是氫化物，其輸運(yùn)方法分別與金屬有機(jī)化合物源和氫化物源的輸運(yùn)相同。

【氣體輸運(yùn)系統(tǒng)】

氣體的輸運(yùn)管都是不銹鋼管道。為了防止存儲(chǔ)效應(yīng)，管內(nèi)進(jìn)行了電解拋光。管道的接頭用氫弧焊或VCR及Swagelok方式連接，并進(jìn)行正壓檢漏及Snoop液體或He泄漏檢測(cè)，保證反應(yīng)系統(tǒng)無(wú)泄漏是MOCVD設(shè)備組裝的關(guān)鍵之一。流量是由不同量程、響應(yīng)時(shí)間快、精度高的質(zhì)量流量計(jì)和電磁閥、氣動(dòng)閥等來(lái)實(shí)現(xiàn)。在真空系統(tǒng)與反應(yīng)室之間設(shè)有過(guò)濾器，以防油污或其它顆粒倒吸到反應(yīng)室中。為了迅速變化反應(yīng)室內(nèi)的反應(yīng)氣體，而且不引起反應(yīng)室內(nèi)壓力的變化，設(shè)置“run”和“vent”，管道。

【反應(yīng)室和加熱系統(tǒng)】

反應(yīng)室是由石英管和石墨基座組成。為了生長(zhǎng)組分均勻、超薄層、異質(zhì)結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體材料，各生產(chǎn)廠家和研究者在反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上下了很大功夫，設(shè)計(jì)出了不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室。石墨基座是由高純石墨制成，并包裹SIC層。加熱多采用高頻感應(yīng)加熱，少數(shù)是輻射加熱。由熱電偶和溫度控制器來(lái)控制溫度，一般溫度控制精度可達(dá)到0.2℃或更低。

【尾氣處理系統(tǒng)】

反應(yīng)氣體經(jīng)反應(yīng)室后大部分熱分解，但還有部分尚未完全分解，因此尾氣不能直接排放到大氣中，必須先進(jìn)行處理，處理方法主要有高溫?zé)峤鉅t再一次熱分解，再用硅油或高錳酸鉀溶液處理;也可以把尾氣直接通入裝有H2SO4+H2O及裝有NaOH溶液的吸濾瓶處理;也有的把尾氣通入固體吸附劑中吸附處理，以及用水淋洗尾氣等。

【安全保護(hù)及報(bào)警系統(tǒng)】

為了安全，一般的MOCVD系統(tǒng)還備有高純從旁路系統(tǒng)，在斷電或其它原因引起的不能正常工作時(shí)，通入純N2保護(hù)生長(zhǎng)的片子或系統(tǒng)內(nèi)的清潔。在停止生長(zhǎng)期間也有常通高純N2保護(hù)系統(tǒng)。

【手動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)】

一般MOCVD設(shè)備都具有手動(dòng)和微機(jī)自動(dòng)控制操作兩種功能。在控制系統(tǒng)面板上設(shè)有閥門(mén)開(kāi)關(guān)、各個(gè)管路氣體流量、溫度的設(shè)定及數(shù)字顯示，如有問(wèn)題會(huì)自動(dòng)報(bào)警，是操作者能及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。此外，MOCVD設(shè)備一般都設(shè)在具有強(qiáng)排風(fēng)的工作室內(nèi)。