高純金屬有機(jī)化合物(MO源)是現(xiàn)代化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支撐源材料，是半導(dǎo)體照明(LED)產(chǎn)業(yè)鏈的源頭材料。從全球市場(chǎng)來(lái)看，MO源主要的應(yīng)用領(lǐng)域是移動(dòng)設(shè)備的背光源、液晶顯示器背光源、液晶大屏幕背光源、半導(dǎo)體激光器及航天高效太陽(yáng)能電池等高端軍品技術(shù)領(lǐng)域、信號(hào)燈、汽車(chē)照明和半導(dǎo)體照明等光電子技術(shù)領(lǐng)域。特別是半導(dǎo)體照明(LED)具有能耗低(是白熾燈用電的1/10)、壽命長(zhǎng)(是白熾燈和熒光燈的100倍，免維護(hù))、污染小等優(yōu)勢(shì)，世界各國(guó)均大力扶持半導(dǎo)體照明的發(fā)展

作為國(guó)內(nèi)MO源主要生產(chǎn)廠家，江蘇南大光電材料有限公司副總裁呂寶源在2012中國(guó)LED制造技術(shù)論壇上分析了中國(guó)MO源市場(chǎng)的現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

MO源應(yīng)用與問(wèn)題

目前MO源的應(yīng)用主要有三種形式：一，金屬氧化物的前軀體材料。所謂金屬氧化物就是通過(guò)MO源與水或者臭氧等介質(zhì)反應(yīng)，生成氧化物，這一過(guò)程就形成了氧化物的MO源。例如 ALED中應(yīng)用到的三甲基鋁和水蒸氣反應(yīng)，形成氧化鋁的薄膜，這就是MO源通常最普遍的應(yīng)用;二，金屬氮化物的前軀體材料;三，金屬薄膜的前軀體材料。MO源常溫下是液態(tài)，容易長(zhǎng)期儲(chǔ)存，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變。在MOCVD中，MO通過(guò)高層的氨氣等化合物以反應(yīng)生成氮化物、磷化物等生化物，沉積在襯底上，最終形成化合物——半導(dǎo)體。

據(jù)呂寶源介紹，由于設(shè)備的大型化發(fā)展，MOCVD機(jī)臺(tái)不斷擴(kuò)大，MO源的需求量也不斷加大，所以容器隨之改變。為應(yīng)對(duì)大型化設(shè)備趨勢(shì)，MO源用大包裝容器進(jìn)行灌裝，并且越來(lái)越多的用戶在接受集中供給的理念。

MO源是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈的原材料，同時(shí)也是一個(gè)極度危險(xiǎn)的化學(xué)品，在使用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題：首先MO源活潑性非常大。對(duì)空氣和水汽極為敏感，在空氣中瞬間自燃，遇水發(fā)生猛烈爆炸。MOCVD工藝要求MO源中不含或含極低的氧，因此對(duì)合成、純化、分析、灌裝等設(shè)備材料以及防護(hù)措施和操作條件要求苛刻;第二，常用的三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁在高溫生長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生甲基自由基，甲基自由基在生長(zhǎng)溫度下能分解出碳原子，對(duì)薄膜材料造成不可控碳沾污，從而降低材料的光電性能;第三，三甲基銦、二茂鎂等是固態(tài)MO源，隨著使用量的下降，使用蒸汽壓不夠穩(wěn)定。

展望MO源未來(lái)發(fā)展

盡管MO源存在很多問(wèn)題，但其仍有未來(lái)發(fā)展空間。呂寶源介紹說(shuō)，MO源活性很強(qiáng)，采用配合物分子，降低對(duì)氧和水的敏感程度。因?yàn)槿谆X、三甲基鎵只有三對(duì)(六個(gè))價(jià)電子，不滿足八偶體的結(jié)構(gòu)，所以可以接受含有孤電子對(duì)的胺(NR3)、膦(PR3)等分子而生成配合物，構(gòu)成比較穩(wěn)定的八偶體，有效地降低對(duì)水、氧的敏感性。這是今后會(huì)繼續(xù)探討的方面。

第二，降低碳沾污。將三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁等分子中的甲基替換成異丙基[(CH3)2CH-]或叔丁基[(CH3)3C-];高溫生長(zhǎng)裂解出來(lái)的異丙基或叔丁基，很容易生產(chǎn)相應(yīng)烯烴(氣體)隨載氣排出，而不是進(jìn)一步分解出碳原子沾污外延膜。

第三，改進(jìn)固體三甲基銦源蒸汽壓的措施：改變封裝容器的結(jié)構(gòu);配置成溶液銦源;制備液態(tài)銦源(乙基二甲基銦，EDMIn)。

第四，單一MO源。由于MO和氨氣用量差距較大，平均一個(gè)月MO源用量30公斤，但是氨氣用量1.5噸，氨氣消耗很大。呂寶源認(rèn)為，今后的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)采用單一MO源。