分子束外延技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

日期：2025-12-16 12:04

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摘要：

分子束外延是一種在晶體基片上生長(zhǎng)高質(zhì)量的晶體薄膜的新技術(shù)。在超高真空條件下，由裝有各種所需組分的爐子加熱而產(chǎn)生的蒸氣，經(jīng)小孔準(zhǔn)直后形成的分子束或原子束，直接噴射到適當(dāng)溫度的單晶基片上，同時(shí)控制分子束對(duì)襯底掃描，就可使分子或原子按晶體排列一層層地“長(zhǎng)”在基片上形成薄膜。

難點(diǎn)

分子束外延作為已經(jīng)成熟的技術(shù)早已應(yīng)用到了微波器件和光電器件的制作中。但由于分子束外延設(shè)備昂貴而且真空度要求很高，所以要獲得超高真空以及避免蒸發(fā)器中的雜質(zhì)污染需要大量的液氮，因而提高了日常維持的費(fèi)用。

MBE能對(duì)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)進(jìn)行選擇摻雜，大大擴(kuò)展了摻雜半導(dǎo)體所能達(dá)到的性能和現(xiàn)象的范圍。調(diào)制摻雜技術(shù)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更靈活。但同樣對(duì)與控制、平滑度、穩(wěn)定性和純度有關(guān)的晶體生長(zhǎng)參數(shù)提出了嚴(yán)格的要求，如何控制晶體生長(zhǎng)參數(shù)是應(yīng)解決的技術(shù)問題之一。

MBE技術(shù)自1986年以來有了較大的發(fā)展，但在生長(zhǎng)III-V族化合物超薄層時(shí)，常規(guī)MBE技術(shù)存在兩個(gè)問題：1.生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)時(shí)，由于大量的原子臺(tái)階，其界面呈原子級(jí)粗糙，因而導(dǎo)致器件的性能惡化;2.由于生長(zhǎng)溫度高而不能形成邊緣陡峭的雜質(zhì)分布，導(dǎo)致雜質(zhì)原子的再分布（尤其是p型雜質(zhì)）。其關(guān)鍵性的問題是控制鎵和砷的束流強(qiáng)度，否則都會(huì)影響表面的質(zhì)量。這也是技術(shù)難點(diǎn)之一。

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