結論：MOCVD（有機金属気相成長）とMBE（分子線エピタキシー）の違いは？
MOCVDとMBEの最大の違いは「真空度とスループット」です。MOCVDは有機金属前駆体（TMGa等）と水素化物の熱分解反応を低〜中真空（数〜数百Torr）で行い、6〜8インチウェハを複数枚同時処理でき再現性も高いため、GaN LED・パワーHEMT・レーザーダイオードの量産で主流です。MBEは10⁻⁹Torr以下の超高真空下で原子・分子線を照射し、シャッター開閉により原子層レベルの精密制御ができますが、成長速度が遅く量子井戸・量子ドットなど研究用途が中心です。
比較表
MOCVD（有機金属気相成長）MBE（分子線エピタキシー）
| 観点 | MOCVD（有機金属気相成長） | MBE（分子線エピタキシー） |
|---|---|---|
| 成長原理 | 有機金属前駆体（TMGa・TMAl等）と水素化物（NH₃等）の熱分解反応 | 超高真空下で原子・分子線を蒸発源から基板に照射 |
| 真空環境 | 低〜中真空（数〜数百 Torr） | 超高真空（10⁻⁹ Torr以下）が必要 |
| スループット | 高い（複数枚の6〜8インチウェハを同時処理可能） | 低い（1〜数枚のウェハ、成長速度が遅い） |
| 膜厚・組成制御 | ガス流量・温度・圧力で制御（再現性高く量産適合） | シャッター開閉で原子層レベルの精密制御が可能 |
| 主な適用材料 | GaN・AlGaN・InGaN・GaAs・InP・GaP（LED・HEMT・レーザー） | GaAs・InGaAs・AlGaAs・InAs（量子デバイス・研究用） |
| 産業用途 | GaN LED量産・5G GaN HEMT・GaAsパワーアンプ・SiCエピ（一部） | 量子ドットレーザー・研究用ウェハ・次世代デバイス試作 |
| 装置コスト | 高い（数億〜十数億円）だが量産効率が高い | 非常に高い（超高真空設備・クライオポンプ等で10〜30億円超） |
MOCVDが量産の主役である理由
5G基地局向けGaN HEMT・自動車用GaN/SiCエピ・GaN LED・VCSEL（垂直共振器面発光レーザー）の量産はほぼMOCVDが担っています。AIXTRONとVeeco（旧Turbo-Disc）が世界の量産用MOCVD装置市場の大半を占めています。GaN-on-Si・GaN-on-SiC・GaN-on-GaNなど基板の多様化への対応や、InGaN系での高インジウム組成制御が技術的な課題です。SiCエピはLPE（液相エピ）・CVD系が主流ですが、一部の用途でMOCVDも使われます。
MBEの精密制御と研究・次世代デバイスへの応用
MBEは原子シャッターの開閉で成長を制御するため、単原子層レベルの界面の急峻性・超薄膜の制御に優れます。量子カスケードレーザー・量子ドット太陽電池・トポロジカル絶縁体・高電子移動度トランジスタ（HEMT）の研究試作はMBEが担っています。RHEED（反射高速電子線回折）で成長表面をリアルタイムモニタリングできる点も研究用途での強みです。ただし超高真空設備の維持コストとスループットの低さから量産には不向きで、産業応用はニッチ用途に限られます。成膜技術の全体像はcvd-vs-pvd・ald-vs-cvdの比較記事も参照してください。