Prinsip epitaxy balok molekular

Pisanan, profil epitaxial balok molekulSunting ing lingkungan vakum ultra-dhuwur, kanthi energi termal siji utawa luwih molekul (atom) sinar jet menyang substrat kristal, proses reaksi permukaan substratMolekul ing proses "penerbangan" meh ora tabrakan karo gas lingkungan, kanthi bentuk molekul beam menyang substrate, wutah epitaxial, kanthi mangkono jeneng. Properti: Metode deposition vakumOrigin: abad kaping 20, awal 70an, laboratorium Bell Amerika Serikat: epitaxial tingkat atom pertumbuhan kontrol sing tepat saka ultra- materi struktur lan piranti sing ana rong susunan tipis (super karakter, sumur kuantum, modulasi doping heterojunction, kuantum yin: laser, transistor mobilitas elektron dhuwur, lan liya-liyane); dikombinasikake karo proses liyane, nanging uga nyiapake nano-material siji-dimensi lan nano-dimensi (garis kuantum, titik kuantum, lan liya-liyane.) Ciri khas MBE: (1) Molekul (atom) permukaan lumahing kanthi bentuk "balok molekul". Liwat kristal kuarza ngawasi ketebalan, bisa ngontrol kanthi cepet tingkat pertumbuhan. (2) tingkat pertumbuhan molekul balok molekul alon, kira-kira 0,01-1nm / s. Bisa entuk epitaxy lapisan atom (molekul) sing siji, kanthi kekendelan film sing apik banget. (3) Kanthi nyetel pambukaan lan penutupan baffle ing antarane sumber lan substrat, komposisi lan konsentrasi kotor ing film bisa dikontrol kanthi bener, lan (4) pertumbuhan ekuilibrium non-termal, suhu substrat bisa luwih murah tinimbang suhu keseimbangan, kanggo entuk pertumbuhan suhu sing kurang, kanthi efektif bisa ngurangi interdiffusion lan doping dhewe (5) diffraction elektron energi (RHEED) lan piranti liyane, bisa entuk pengamatan rega asli, pemantauan real-time.Growth rate relatif alon, loro MBE minangka kaunggulan, nanging uga kekurangane, ora cocok kanggo pertumbuhan film tebal lan produksi massal. , epitaxy balok molekul silikonSunting epitaxy sinar molekularililil epiliksium epiloksi homogen, heteroepitaxy. Epitaxy balok molekul silikon yaiku pertumbuhan epitaxial silika (utawa bahan-bahan sing gegandhengan karo silikon) ing substrat silikon sing digawe panas kanthi fisik, atom, molekul utawa ion. (1) sajrone periode epitaxial, substrat ana ing suhu sing luwih ngisor (2) doping simultaneous. sistem kanggo njaga vakum sing dhuwur. (4) mbayar manungsa waé khusus marang permukaan sing resik atom. Piranti 1 Diagram skematis saka prinsip kerja silikon MBE2 Pengembangan riwayat epidermis molekul molekul silikonKembang relatif marang cacat CVD. cacat CVD: suhu dhuwur substrate, 1050oC, kanggo doping serius (karo suhu dhuwur). Epitaxy balok molekul asli: substrat silikon digawe panas ing suhu sing cocok, penguapan vakum saka silikon menyang silikon silikon, pertumbuhan epitaxial. Kriteria gumam: Mulane molekul mindhah kanthi cekap menyang permukaan panas saka substrat lan disusun ing wangun siji kristal. 3 Pentinge epitaxy beam molekul silikon MBE silikon ditindakake kanthi sistem cryogenic sing dikontrol kanthi ketat (1) bisa ngontrol konsentrasi kotor kanggo nggayuh level atom. Konsentrasi undoped dikontrol ing <3 × 1013 / cm3 (2) Epitaxy kasebut bisa ditindakake miturut kondisi sing paling apik tanpa cacat. (3) Kapasitas lapisan epitaxial bisa dikontrol ing ketebalan lapisan atom tunggal, epitaxy superlattice, sawetara nmn puluhan nm, sing bisa dirancang kanthi manual, lan nyiapake kinerja banget bahan fungsional anyar. (4) Epitoksi silikon homogene, heteroepitaxy silikon.4 peralatan pertumbuhan epitaxialDevelopment direction: reliability, high kinerja lan versatilityDisadvantages: biaya dhuwur, komprèsi, biaya operasi dhuwur.Scope: bisa digunakake kanggo silikon MBE, senyawa MBE, III-V MBE, logam semikonduktor MBE ngembangaken.Basa umum fitur: (1) dhasar sistem vakum Ultra-dhuwur, (2) analisis liya, LEED, SIMS, Yang EED, lan liya-liyane; (3) ruang injeksi. Gambar 2 Diagram skematis sistem epitaxial balok silicon (1) bombardment balok elektron surfing Ace saka target silikon, nggawe gampang kanggo gawé balok molekul silicon. Kanggo supaya radiation saka silikon molekul beam menyang sisih kanggo nimbulake efek sing saleh, panutup layar gedhe lan collimation perlu. (2) Resistance kanggo pemanasan katoda silikon ora bisa ngasilake balok molekuler sing kuat, panci jeruk grafit liyane Si-C ngandhut, cara sing paling apik kanggo nguapake elektron elektron kanggo ngasilake sumber silikon. Amarga, sawetara bagean saka suhu silikon MBE luwih dhuwur, gampang nguap, persyaratan tekanan penguapan silikon sing rendah saka sumber penguapan duwe suhu sing luwih dhuwur. Ing wektu sing padha, kerapatan beam lan parameter pemindaian bisa dikontrol. Nggawe silicon melting pit mung ing rod silikon, rod silikon dadi citrus dhuwur kemurnian.There sawetara jinis ngawasi molekul balok: (1) Crystal kuarsa digunakake kanggo ngawasi saiki beam, beam shielding lan cooling cocok, bisa wareg kanthi asil, nanging gangguan ndadekake stabilitas. Sawise pirang-pirang μm, kristal kuarsa bakal ilang linieritas. Sistem ijol-ijolan kerep banget, sing ora kondusif bisa digunakake. (2) Tabel ion cilik, tekanan beam molekul sing diukur, tinimbang ngukur fluks beam molekul. Amarga deposition ing komponen sistem ninggalke standar. (3) sinar elektron low-energy, liwat balok molekuler, panggunaan elektron sing dideteksi dening fluoresensi eksitasi. Atom-atom kasebut cepet-cepet ngiris ing negara lemah kanggo ngasilake fluoresensi uv, lan densitas optik sebanding karo densitas balok sawise fokus optik. Nglakoni kontrol umpan balik saka sumber silikon. Ora cukup: ngilangi sinar elektron, sing paling gedhe saka fluoresensi infra merah lan radiasi latar mburi bakal nggawe sinyal menyang rasio swara mbingungake nganti tingkat instabilitas. Senyawa mung diukur ing kelas atom, ora bisa ngukur nukleus molekul. (4) Spektrum penyerapan atom, ngawasi kerapatan beam atom doped. Kanthi arus balok intermiten, Si lan Ga dideteksi dening radiasi optik 251.6nm lan 294.4nm. Inti panyisihan sinar balok liwat sinar atom diubah dadi densitas balok atom lan rasio sing sesuai dijupuk. Asma dasar epitel balok epitel (MBE) adalah titik yang sulit. MBE adalah proses tembok sing dingin, yaiku substrat silikon panas nganti 1200 ℃, lingkungan kanggo suhu kamar. Kajaba iku, wafer silicon kanggo njamin suhu seragam. Kawah gunung tahan karat logam lan katoda grafit, pethik pemanasan radiasi, lan kabeh bagian panas dipasuhake ing kontaner nitrogen sing adhem, kanggo ngurangi radiasi termal saka komponen vakum. Substrat diputer kanggo njamin pemanasan seragam. Lendutan gratis, bisa ningkatake efek doping implantasi sekunder.
Sumber: Meeyou Carbide