分子束外延（MBE）解析及原理
分子束外延技術(shù)是在半導(dǎo)體工藝中近十幾年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它是在超高真空條件下，類似于真空蒸發(fā)鍍把構(gòu)成晶體的各個組分和予摻雜的原子(分子)，以一定的熱運動速度，按一定的比例從噴射爐中噴射到基片上去進行晶體外延生長而制備單晶膜的一種方法。簡稱MBE法
分子束外延，就是在超高真空系統(tǒng)中把所需要的結(jié)晶材料放入到噴射爐中，將噴射爐加熱。使結(jié)晶材料形成分子束，從爐中噴出后，沉積在溫度保持在幾百度的單晶基片上。如果設(shè)置幾個噴射爐，就可以制取多元半導(dǎo)體混晶，又可以同時進行摻雜。由于采用四極質(zhì)譜儀對分子束的強度、相對比進行監(jiān)控，并將測到的信息反饋到各個噴射爐，就可以精確地控制結(jié)晶生長。如果再裝上高能電子衍射儀及其他分析儀器，則可以進行沉積系統(tǒng)中結(jié)晶生長過程的研究。
利用分子束外延不僅制取了雙質(zhì)結(jié)激光器、三維介質(zhì)集成光波導(dǎo)，還可以用此法使二種光波導(dǎo)重疊地生長在同一基片上，制成了從一個波導(dǎo)移向另一個波導(dǎo)的錐形輞合器，其耦合系數(shù)接近于100%。
MBE法與其他液相、氣相外延生長法相比較，其特點是，
①分子束外延生長是在超高真空下進行的，殘余氣體對膜的污染少，可保持極清潔的表面。
②生長溫度低，如生長GaAs只有500~600℃，Si只有500℃。
③生長速度慢，(1~10μm/h)。可生長超薄(幾個μm)而乎整的膜，膜層厚度、組分和雜質(zhì)濃度均可進行精確地控制。
④可獲得大面積的表面和界面有原子級平整度的外延生長膜。
⑤在同一系統(tǒng)中，可原位觀察單晶薄膜的生長過程，可以進行生長機制的研究。
外延生長的缺點是時間長，大批量生產(chǎn)性差，對真空條件要求高。
