分子束外延.ppt

（三）分子束外延分子束外延装置图分子束外延装置主要由工作室、分子束喷射炉和各种监控仪器组成。
特点：
其突出的优点是能生长极薄的单晶膜层，且能够精确控制膜厚、组分和掺杂，适合于制作微波、光电和多层结构器件。
分子束外延制膜是将原子一个一个地直接沉积在衬底上实现外延生成的。分子束外延虽然也是一个蒸发过程，但它并不以蒸发温度为控制参数，而以系统中的四极质谱仪、原子吸收光谱等现代仪器精密地监控分子束的种类和强度，从而严格控制生长过程与生长速率。
分子束外延是一个超高真空的物理淀积过程，利用快门可对生长和中断进行瞬时控制。因此，膜的组分和掺杂浓度可随要求的变化作迅速调整。分子束外延能独立控制各蒸发源的蒸发和喷射速度，从而能制备合金薄膜。
分子束外延的衬底温度低，因此降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应和衬底杂质对外延层的自掺杂扩散影响。
分子束外延是动力学过程，即将入射的中性粒子（原子或分子）一个一个地堆积在衬底上进行生长，而不是一个热力学过程，所以它是按照普通热平衡生长方法难以生长的薄膜。
分子束外延的另一显著特点是生长速率低，大约1，相当于每秒生长一个单原子层，因此有利于实现精确控制厚度、结构与成分和形成陡峭异质结等，特别适于生长超晶格材料和外延薄膜材料。分子束外延受衬底材料的影响较大，要求外延材料与衬底材料的晶格结构和原子间距相互匹配，晶格失配率要≤7%。