Во-первых, эпитаксиальный профиль молекулярного пучка. В среде сверхвысокого вакуума, при определенной тепловой энергии одной или нескольких молекул (атомов) струи луча на кристаллическую подложку, процесс реакции поверхности подложки. Молекулы в процессе ?полет? почти не сталкиваются с окружающий газ, в виде молекулярного луча на подложку, эпитаксиальный рост, отсюда и название. Свойства: метод вакуумного осаждения. Происхождение: 20 век, начало 70-х годов, лаборатория Белла в США. материалы и устройства с тонкой многослойной двумерной структурой (суперхарактер, квантовые ямы, гетеропереход с модуляционным легированием, квантовый инь: лазеры, транзисторы с высокой подвижностью электронов и т. д.); в сочетании с другими процессами, А также получение одномерных и нульмерных наноматериалов (квантовых линий, квантовых точек и т. д.). Типичные черты МЛЭ: (1) Молекулы (атомы), испускаемые из исходной печи, достигают поверхности подложки в виде потока ?молекулярного пучка?. Благодаря мониторингу толщины пленки кристалла кварца можно строго контролировать скорость роста. (2) скорость роста молекулярно-лучевой эпитаксии медленная, около 0,01-1 нм / с. Можно достичь одноатомной (молекулярной) эпитаксии слоя с превосходным контролем толщины пленки. (3) Регулируя открытие и закрытие перегородки между источником и подложкой, можно строго контролировать состав и концентрацию примесей в пленке, и может быть достигнут селективный эпитаксиальный рост. (4) нетермический равновесный рост, температура подложки может быть ниже равновесной температуры, для достижения низкотемпературного роста можно эффективно уменьшить взаимодиффузию и самолегирование. (5) с отражающей высокой- Дифракция энергетических электронов (ДБЭО) и другие устройства могут обеспечить наблюдение за исходной ценой, мониторинг в режиме реального времени. Скорость роста относительно медленная, МЛЭ является преимуществом, но также и его недостатком, не подходящим для выращивания толстых пленок и массового производства. Второе , эпитаксия молекулярного луча кремния1 основной профиль Эпитаксия молекулярного луча кремния включает гомогенную эпитаксию, гетероэпитаксию. Эпитаксия молекулярного луча кремния - это эпитаксиальный рост кремния (или родственных кремнию материалов) на подходящим образом нагретую кремниевую подложку путем физического осаждения атомов, молекул или ионов. (1) в течение периода эпитаксии подложка находится при более низкой температуре. (2) Одновременное легирование. (3) система для поддержания высокого вакуума. (4) обратите особое внимание на атомарно-чистую поверхность. Рисунок 1. Схематическая диаграмма принципа работы кремниевого MBE2. История развития молекулярно-лучевой эпитаксии кремния. Разработано в отношении дефектов CVD. Дефекты CVD: высокая температура подложки, 1050 ° C, к допингу серьезному (с высокой температурой). Исходная молекулярно-лучевая эпитаксия: кремниевая подложка, нагретая до соответствующей температуры, вакуумное напыление кремния на кремниевую подложку, эпитаксиальный рост. монокристалл.3 Важность молекулярно-лучевой эпитаксии кремнияМЛЭ кремния осуществляется в строго контролируемой криогенной системе.(1) можно хорошо контролировать концентрацию примесей для достижения атомарного уровня. Нелегированная концентрация контролируется на уровне <3 · 1013 / см3. (2) Эпитаксия может быть проведена в наилучших условиях без дефектов. (3) Толщина эпитаксиального слоя может контролироваться в пределах толщины одиночного атомного слоя, Эпитаксия сверхрешетки, несколько нм ~ несколько десятков нм, которую можно спроектировать вручную, и подготовка новых функциональных материалов с отличными характеристиками. (4) Гомогенная эпитаксия кремния, гетероэпитаксия кремния. 4 оборудование для эпитаксиального роста. Направление развития: надежность, высокая производительность и универсальность. Недостатки: высокая цена, сложность, высокие эксплуатационные расходы. эпитаксиальная камера, нагревательная комната Nuosen; (2) средства анализа, LEED, SIMS, Yang EED и т. д.; (3) инжекционная камера. ce кремниевой мишени, что позволяет легко производить кремниевый молекулярный пучок. Во избежание побочных эффектов излучения кремниевого молекулярного луча в сторону необходимо экранирование и коллимация экрана большой площади. (2) устойчивость к нагреву кремниевого катода не может давать сильный молекулярный луч, другие графитовые горшки для цитрусовых имеют Окрашенный Si-C, лучший способ - электронно-лучевое испарение для получения источника кремния. Поскольку некоторые части кремниевой МЛЭ имеют более высокую температуру, легко испаряются, кремниевые требования к низкому давлению испарения источника испарения имеют более высокую температуру. При этом плотность луча и параметры сканирования контролировать. Делая яму для плавления кремния только в кремниевом стержне, кремниевые стержни становятся цитрусовыми высокой чистоты. Существует несколько видов мониторинга молекулярного луча: (1) кристалл кварца часто используется для контроля тока луча, соответствующего экранирования и охлаждения луча, может быть удовлетворен с результатами, но шум влияет на стабильность. Через несколько мкм кристалл кварца теряет линейность. Частый обмен, основная система часто раздута, что не способствует работе. (2) небольшой ионный стол, измеряет давление молекулярного луча, а не измеряет поток молекулярного луча. Из-за осаждения компонентов системы, выходящих из стандарта. (3) Низкоэнергетический электронный пучок, через молекулярный пучок, использование электронов, обнаруженных флуоресценцией возбуждения. Атомы возбуждаются и быстро деградируют до основного состояния, вызывая УФ-флуоресценцию, а оптическая плотность пропорциональна плотности пучка после оптической фокусировки. Сделайте контроль обратной связи кремниевого источника. Недостаточно: отрезать электронный луч, большую часть инфракрасной флуоресценции и фонового излучения приведет к ухудшению отношения сигнал/шум до уровня нестабильности. Он измеряет только атомный класс, не может измерять молекулярные вещества. (4) Спектры поглощения атомов, мониторинг плотности пучка легированных атомов. При прерывистом токе луча Si и Ga были обнаружены оптическим излучением 251,6 нм и 294,4 нм соответственно. Интенсивность поглощения луча через атомный пучок была преобразована в плотность атомного луча, и было получено соответствующее соотношение. Основание подложки молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) является трудным моментом. МЛЭ - это процесс с холодной стенкой, то есть нагрев кремниевой подложки. до 1200 ℃, окружающей среды до комнатной температуры. Кроме того, кремниевая пластина для обеспечения равномерной температуры. Сопротивление Хиллу из тугоплавкого металла и графитовый катод, задняя часть радиационного нагрева и все нагревательные детали установлены в охлаждаемых жидким азотом контейнерах, чтобы уменьшить тепловое излучение вакуумных компонентов. Подложку поворачивают для обеспечения равномерного нагрева. Свободное отклонение может усилить эффект легирования вторичной имплантации.
Источник: Meeyou Carbide