分子束外延

 

分子束外延(MBE) 是一种外延工艺,是材料在 UHV 条件下通过原子束或分子束的吸附物质的相互作用在加热的晶体基板上产生膜层 。这些膜层或沉积物通过超纯坩埚中的材料蒸发或升华产生,在光束的热能作用下,具有与衬底相同的晶体结构或具有相似对称性的结构,与衬底的晶体结构参数相差不超过10%。分子束外延技术提供了有利于高纯度材料外延薄膜金属生长的重要能力。是热蒸发中最可靠的沉积工艺。

分子束外延技术应用

 

分子束外延沉积工艺现在广泛用于合金和化合物的受控沉积。该系统一般由生长室、分析室和样品室组成。典型 MBE 系统用于复合氧化物薄膜沉积,金属有机化合物的蒸气源也是 MBE的应用范围。分子束外延技术的主要应用有金属层的外延沉积、光电传感器制造、光伏产品制造、集成电路制造以及复合氧化材料的外延制造等。

分子束外延原理

 

分子束外延沉是在超高真空系统中,将组成化合物中的各个材料和掺杂材料分别放入不同的坩埚源内。加热后升华的分子(原子)以一定的速度和受控的束流强度比例喷射到衬底表面上,与表面相互作用进行单晶薄膜的外延生长。各坩埚炉前的挡板用来改变外延层的组成和掺杂。根据参数需求控制关挡板、改变炉温和控制生长时间,就可以生长出不同厚度、不同成份、不同掺杂浓度的外延层。