分子束外延系統(tǒng)為一種在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的分析儀器。

近十幾年來在半導(dǎo)體工藝中發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)包括分子束外延技術(shù)，其在超高真空條件下，類似于真空蒸發(fā)鍍把構(gòu)成晶體的各個(gè)組分和予摻雜的原子(分子)，通過一定的熱運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)一定的比例由噴射爐中往基片上噴射去進(jìn)行晶體外延生長(zhǎng)而對(duì)單晶膜進(jìn)行制備的一種方法。簡(jiǎn)稱為MBE法。

分子束外延生長(zhǎng)的原理及特點(diǎn)

在超高真空系統(tǒng)中往噴射爐中中放入所需要的結(jié)晶材料，對(duì)噴射爐進(jìn)行加熱，使得分子束在結(jié)晶材料上形成，由爐中噴出后，在溫度維持于幾百度的單晶基片上進(jìn)行沉積。若對(duì)幾個(gè)噴射爐進(jìn)行設(shè)置，就能夠?qū)Χ嘣雽?dǎo)體混晶進(jìn)行制取，又能夠同時(shí)進(jìn)行摻雜。因?yàn)榉肿邮膹?qiáng)度、相對(duì)比通過四極質(zhì)譜儀來進(jìn)行監(jiān)控，并且往各個(gè)噴射爐反饋測(cè)到的信，就能夠?qū)Y(jié)晶生長(zhǎng)進(jìn)行精確地控制。若再將高能電子衍射儀及其他分析儀器裝上，就能夠?qū)Τ练e系統(tǒng)中結(jié)晶生長(zhǎng)過程進(jìn)行研究。

通過對(duì)分子束外延的利用除了將雙質(zhì)結(jié)激光器、三維介質(zhì)集成光波導(dǎo)制取了，而且還能夠使用該方法在同一基片上重疊地生長(zhǎng)二種光波導(dǎo)。使得由一個(gè)波導(dǎo)移向另一個(gè)波導(dǎo)的錐形輞合器制成，其耦合系數(shù)與100%相接近。

相比于其他液相、氣相外延生長(zhǎng)法，分子束外延生長(zhǎng)法的特點(diǎn)為：

1、能夠使得大面積的表面和界面有原子級(jí)平整度的外延生長(zhǎng)膜獲得。

2、在同一系統(tǒng)中，能夠?qū)尉П∧さ纳L(zhǎng)過程進(jìn)行原位觀察，能夠進(jìn)行生長(zhǎng)機(jī)制的研究?；ㄙM(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，較差的大批量生產(chǎn)性以及對(duì)真空條件有著較高的要求為外延生長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

3、在超高真空下進(jìn)行的分子束外延生長(zhǎng)，殘余氣體對(duì)膜有著較少的污染，能夠使表面保持非常清潔。

4、有著較低的生長(zhǎng)溫度，例如硅僅需500攝氏度，砷化鎵僅需500-600攝氏度。

5、有著較慢的生長(zhǎng)速度（每小時(shí)1-10微米），超?。◣孜⒚祝┎⑶移秸哪つ軌蛏L(zhǎng)，能夠精確地對(duì)膜層厚度、組分和雜質(zhì)濃度進(jìn)行控制。