关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

分子束外延(MBE)解析及原理

2021.4.20

  分子束外延技术是在半导体工艺中近十几年来发展起来的一项新技术,它是在超高真空条件下,类似于真空蒸发镀把构成晶体的各个组分和予掺杂的原子(分子),以一定的热运动速度,按一定的比例从喷射炉中喷射到基片上去进行晶体外延生长而制备单晶膜的一种方法。简称MBE法

  分子束外延,就是在超高真空系统中把所需要的结晶材料放入到喷射炉中,将喷射炉加热。使结晶材料形成分子束,从炉中喷出后,沉积在温度保持在几百度的单晶基片上。如果设置几个喷射炉,就可以制取多元半导体混晶,又可以同时进行掺杂。由于采用四极质谱仪对分子束的强度、相对比进行监控,并将测到的信息反馈到各个喷射炉,就可以精确地控制结晶生长。如果再装上高能电子衍射仪及其他分析仪器,则可以进行沉积系统中结晶生长过程的研究。

  利用分子束外延不仅制取了双质结激光器、三维介质集成光波导,还可以用此法使二种光波导重叠地生长在同一基片上,制成了从一个波导移向另一个波导的锥形辋合器,其耦合系数接近于100%。

  MBE法与其他液相、气相外延生长法相比较,其特点是,

  ①分子束外延生长是在超高真空下进行的,残余气体对膜的污染少,可保持极清洁的表面。

  ②生长温度低,如生长GaAs只有500~600℃,Si只有500℃。

  ③生长速度慢,(1~10μm/h)。可生长超薄(几个μm)而乎整的膜,膜层厚度、组分和杂质浓度均可进行精确地控制。

  ④可获得大面积的表面和界面有原子级平整度的外延生长膜。

  ⑤在同一系统中,可原位观察单晶薄膜的生长过程,可以进行生长机制的研究。

  外延生长的缺点是时间长,大批量生产性差,对真空条件要求高。

推荐
关闭