Abstract
在OMVPE製程製造薄膜的研究上，對於有機金屬原料的蒸發量，學者大都以試誤法尋找一適當的蒸發條件來進行研究，而隨著多元素金屬氧化物薄膜如釔鋇銅氧薄膜等研究的蓬勃發展，其對於薄膜組成控制的要求，造成原料蒸發量的控制為一重要的課題，宜由基本理論來探討之。本研究係以Ce(thd)4和Cu(thd)2為原料，研究固態有機金屬原料的蒸發行為，及沈積效率的操作變數。在固態有機金屬蒸發行為方面的研究，吾人以表面昇華、擴散、對流的基本公式為基礎，推導出固態有機金屬的蒸發公式，並以Cu(thd)2為原料，由文獻的數據和實驗的數據來驗證公式的適用性，實驗的結果顯示公式可以合理的描述蒸發的操作變數-溫度、攜帶氣體流速及系統壓力對蒸發行為的影響，並經由數據的整理，吾人求得Cu(thd)2的擴散係數和蒸發係數。在公式的推導過程，吾人假設蒸發時固體原料的表面並未保持飽和濃度，此一假設會造成表面的濃度隨著系統的狀態不同而改變，為與其他學者的原料蒸發研究最大之不同點。而Ce(thd)4的蒸發則伴隨著反應的發生，使其蒸發行為與Cu(thd)2有明顯的差異，其中一個差異即為Ce(thd)4所相對應的昇華熱會隨著壓力的降低而變大，而在蒸發公式作一修改，增加一反應項後，可合理地描述這個現象。在沈積效率方面，隨著溫度的昇高Ce(thd)4的沈積效率會提昇，但有一臨界溫度，超過此溫度因原料會分解而造成沈積效率(生長速率)下降，而增加總流量則使Ce(thd)4的濃度下降造成生長速率變慢，且當系統壓力增加時由於增加擴散阻力亦會降低沈積效率。