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Tout d'abord, le profil épitaxial du faisceau moléculaireDans l'environnement à ultra-vide élevé, avec une certaine énergie thermique d'une ou plusieurs molécules (atomes) jet de faisceau vers le substrat cristallin, le processus de réaction de surface du substratMolécules dans le processus de «vol» presque aucune collision avec le gaz ambiant, sous forme de faisceau moléculaire vers le substrat, la croissance épitaxiale, d'où le nom.Propriétés: Une méthode de dépôt sous vide Origine: 20e siècle, début des années 70, le laboratoire Bell des États-Unis Applications: croissance épitaxiale niveau atomique contrôle précis des ultra- matériaux et dispositifs à structure bidimensionnelle multicouche mince (super-caractère, puits quantiques, hétérojonction de dopage par modulation, yin quantique: lasers, transistors à haute mobilité électronique, etc.); combinés avec d'autres processus, mais aussi la préparation de nanomatériaux unidimensionnels et zéro dimensionnels (lignes quantiques, points quantiques, etc.). Caractéristiques typiques du MBE: (1) Les molécules (atomes) émises par le four source atteignent la surface du substrat sous la forme d'un flux de «faisceau moléculaire». Grâce à la surveillance de l'épaisseur du film de cristal de quartz, peut contrôler strictement le taux de croissance. (2) le taux de croissance de l'épitaxie par faisceau moléculaire est lent, environ 0,01-1 nm / s. Peut réaliser une épitaxie à couche atomique (moléculaire) unique, avec une excellente contrôlabilité de l'épaisseur du film. (3) En ajustant l'ouverture et la fermeture du déflecteur entre la source et le substrat, la composition et la concentration en impuretés du film peuvent être strictement contrôlées, et une croissance épitaxiale sélective peut être obtenue. (4) une croissance d'équilibre non thermique, la température du substrat peut être inférieure à la température d'équilibre, pour atteindre une croissance à basse température, peut réduire efficacement l'interdiffusion et l'autodopage. (5) avec une réflexion élevée la diffraction d'énergie électronique (RHEED) et d'autres appareils, peuvent atteindre l'observation originale des prix, une surveillance en temps réel.Le taux de croissance est relativement lent, les deux MBE est un avantage, mais aussi son manque, ne convient pas à la croissance de couches épaisses et à la production de masse. , épitaxie par faisceau moléculaire de silicium1 profil de base L'épitaxie par faisceau moléculaire de silicium comprend l'épitaxie homogène, l'hétéroépitaxie. L'épitaxie par faisceau moléculaire de silicium est la croissance épitaxiale du silicium sur (ou des matériaux liés au silicium) sur un substrat de silicium convenablement chauffé par dépôt physique d'atomes, de molécules ou d'ions. (1) pendant la période épitaxiale, le substrat est à une température inférieure. (2) Dopage simultané. (3) le système pour maintenir un vide poussé. (4) accorder une attention particulière à la surface atomique propre. au dopage grave (à haute température). L'épitaxie par faisceau moléculaire d'origine: le substrat de silicium chauffé à la température appropriée, l'évaporation sous vide du silicium jusqu'au substrat de silicium, la croissance épitaxiale.Critères de croissance: les molécules incidentes se déplacent suffisamment vers la surface chaude du substrat et sont disposées sous la forme de un monocristal.3 L'importance de l'épitaxie par faisceau moléculaire de silicium Le MBE de silicium est réalisé dans un système cryogénique strictement contrôlé. (1) peut bien contrôler la concentration d'impuretés pour atteindre le niveau atomique. La concentration non dopée est contrôlée à <3 × 1013 / cm3. (2) L'épitaxie peut être réalisée dans les meilleures conditions sans défauts. (3) L'épaisseur de la couche épitaxiale peut être contrôlée dans l'épaisseur de la couche atomique unique, épitaxie super-réseau, plusieurs nm ~ plusieurs dizaines de nm, qui peut être conçue manuellement, et la préparation d'excellentes performances des nouveaux matériaux fonctionnels. (4) Épitaxie homogène de silicium, hétéroépitaxie de silicium.4 équipement de croissance épitaxiale Direction de développement: fiabilité, élevé performances et polyvalence Inconvénients: prix élevés, coûts d'exploitation complexes et élevés Champ d'application: peut être utilisé pour le silicium MBE, le composé MBE, le III-V MBE, le semi-conducteur métallique MBE se développe.Caractéristiques communes de base: (1) système de base à ultra-vide de base, chambre épitaxiale, salle de chauffage Nuosen; (2) moyens d'analyse, LEED, SIMS, Yang EED, etc.; (3) chambre d'injection.Figure 2 Diagramme schématique du système épitaxial à faisceau moléculaire de silicium (1) bombardement par faisceau d'électrons de la surfa ce de la cible de silicium, ce qui facilite la production de faisceau moléculaire de silicium. Afin d'éviter que le rayonnement du faisceau moléculaire de silicium sur le côté ne cause des effets néfastes, un blindage d'écran et une collimation de grande surface sont nécessaires. (2) la résistance au chauffage de la cathode de silicium ne peut pas produire un faisceau moléculaire puissant, les autres pots d'agrumes en graphite ont Coloré au Si-C, la meilleure façon consiste à évaporer le faisceau d'électrons pour produire une source de silicium. Parce que, certaines parties de la température du MBE en silicium sont plus élevées, faciles à évaporer, les exigences de pression d'évaporation du silicium à basse température de la source d'évaporation ont une température plus élevée. Dans le même temps, la densité du faisceau et les paramètres de balayage à contrôler. En faisant le puits de fusion du silicium juste dans la tige de silicium, les tiges de silicium deviennent des agrumes de haute pureté.Il existe plusieurs types de surveillance du faisceau moléculaire: (1) Le cristal de quartz est souvent utilisé pour surveiller le courant du faisceau, le blindage du faisceau et le refroidissement appropriés, peuvent être satisfaits avec les résultats, mais le bruit affecte la stabilité. Après plusieurs μm, le cristal de quartz perd sa linéarité. Échange fréquent, le système principal est souvent gonflé, ce qui n'est pas propice au travail. (2) petite table d'ions, mesure de la pression du faisceau moléculaire, plutôt que de mesurer le flux du faisceau moléculaire. En raison du dépôt sur les composants du système sortant de la norme. (3) faisceau d'électrons de faible énergie, à travers le faisceau moléculaire, l'utilisation d'électrons détectés par la fluorescence d'excitation. Les atomes sont excités et se dégradent rapidement à l'état fondamental pour produire une fluorescence UV, et la densité optique est proportionnelle à la densité du faisceau après focalisation optique. Faites le contrôle de rétroaction de la source de silicium. Insuffisant: coupez le faisceau d'électrons, la plupart de la fluorescence infrarouge et du rayonnement de fond entraîneront une détérioration du rapport signal / bruit jusqu'à l'instabilité. Il ne mesure que la classe atomique, ne peut pas mesurer les substances moléculaires. (4) Spectres d'absorption atomique, surveillant la densité de faisceau des atomes dopés.Avec le courant de faisceau intermittent, Si et Ga ont été détectés respectivement par 251,6 nm et 294,4 nm de rayonnement optique. L'intensité d'absorption du faisceau à travers le faisceau atomique a été convertie en densité de faisceau atomique et le rapport correspondant a été obtenu.La base du substrat d'épitaxie par faisceau moléculaire (MBE) est un point difficile.Le MBE est un processus de paroi froide, c'est-à-dire que le substrat de silicium chauffe à 1200 ℃, l'environnement à température ambiante. En outre, la tranche de silicium assure une température uniforme. La cathode réfractaire en métal et en graphite résistant à la pente, l'arrière du chauffage par rayonnement et l'ensemble des pièces chauffantes sont installés dans des conteneurs refroidis à l'azote liquide afin de réduire le rayonnement thermique des composants sous vide. Le substrat est tourné pour assurer un chauffage uniforme. La déflexion libre peut améliorer l'effet de dopage de l'implantation secondaire.
Source: Meeyou Carbide

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