MOCVD成长薄膜时，主要将载流气体 (Carrier gas) 通过有机金属反应源的容器时，将反应源的饱和蒸气带至反应腔中与其它反应气体混合，然后在被加热的基板上面发生化学反应促成薄膜的成长。 一般而言，载流气体通常是 氢气 ，但是也有些特殊情况下采用 氮气 （例如：成长 氮化铟镓 （InGaN）薄膜时）。 常用的基板为 砷化镓 （GaAs）、 磷化镓 （GaP）、 磷化铟（InP）、 矽 （Si）、 碳化矽 （SiC）及 蓝宝石 （Sapphire，Al 2 O 3 ）等等。 而通常所成长的薄膜材料主要为 三五族化合物半导体 （例如：砷化镓（GaAs）、 砷化镓铝 （AlGaAs）、 磷化铝铟镓 （AlGaInP）、氮化铟镓（InGaN））或是 二六族化合物半导体 ，这些半导体薄膜则是应用在光电元件（例如： 发光二极体 （ LED ）、 雷射二极体 （Laser diode）及太阳能电池 ）及微电子元件（例如： 异质接面双载子电晶体 （ HBT ）及 假晶式高电子迁移率电晶体 （ PHEMT ））的制作。
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