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分子束外延的技術(shù)難點
點擊量：2319 日期：2023-10-09 編輯：硅時代
分子束外延是50年代用真空蒸發(fā)技術(shù)制備半導(dǎo)體薄膜材料發(fā)展而來的。隨著超高真空技術(shù)的發(fā)展而日趨完善，由于分子束外延技術(shù)的發(fā)展開拓了一系列嶄新的超晶格器件，擴展了半導(dǎo)體科學(xué)的新領(lǐng)域，進一步說明了半導(dǎo)體材料的發(fā)展對半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件的影響。分子束外延的優(yōu)點就是能夠制備超薄層的半導(dǎo)體材料;外延材料表面形貌好，而且面積較大均勻性較好;可以制成不同摻雜劑或不同成份的多層結(jié)構(gòu);外延生長的溫度較低，有利于提高外延層的純度和完整性;利用各種元素的粘附系數(shù)的差別，可制成化學(xué)配比較好的化合物半導(dǎo)體薄膜。
分子束外延作為已經(jīng)成熟的技術(shù)早已應(yīng)用到了微波器件和光電器件的制作中。但由于分子束外延設(shè)備昂貴而且真空度要求很高，所以要獲得超高真空以及避免蒸發(fā)器中的雜質(zhì)污染需要大量的液氮，因而提高了日常維持的費用。
MBE能對半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)進行選擇摻雜，大大擴展了摻雜半導(dǎo)體所能達到的性能和現(xiàn)象的范圍。調(diào)制摻雜技術(shù)使結(jié)構(gòu)設(shè)計更靈活。但同樣對與控制、平滑度、穩(wěn)定性和純度有關(guān)的晶體生長參數(shù)提出了嚴格的要求，如何控制晶體生長參數(shù)是應(yīng)解決的技術(shù)問題之一。
MBE技術(shù)自1986年問世以來有了較大的發(fā)展，但在生長III-V族化合物超薄層時，常規(guī)MBE技術(shù)存在兩個問題:1.生長異質(zhì)結(jié)時，由于大量的原子臺階，其界面呈原子級粗糙，因而導(dǎo)致器件的性能惡化;2.由于生長溫度高而不能形成邊緣陡峭的雜質(zhì)分布，導(dǎo)致雜質(zhì)原子的再分布(尤其是p型雜質(zhì))。其關(guān)鍵性的問題是控制鎵和砷的束流強度，否則都會影響表面的質(zhì)量。這也是技術(shù)難點之一。
