MBE(分子束外延)的核心参数
MBE(分子束外延)的核心参数主要包括以下方面:一、真空系统参数[*]真空度:通常在 10⁻⁸–10⁻¹¹ Torr 的超高真空环境下运行,以降低气体分子碰撞对沉积过程的干扰。
[*]真空结构:采用三级真空系统(进样室、分配室、生长室),通过多级真空泵维持真空稳定性。
二、温度控制参数
[*]衬底温度范围:加热温度可覆盖 室温至1200℃,液氮冷却可将温度控制在 100K以下。
[*]控温精度:衬底温度控制精度可达 ±0.1℃。
三、生长控制参数
[*]生长速率:每秒单原子层级别的慢速生长(约 0.1–1 nm/s),确保原子层精度。
[*]束流强度与比例:通过精确调控不同源材料的分子束流量和比例,实现组分和掺杂浓度的灵活调整。
[*]衬底旋转速率:样品台旋转速率范围为 0–30 rpm,以提升薄膜均匀性。
四、材料与结构参数
[*]适用材料:支持 III/V族、II/VI族 半导体材料(如GaAs、InP、GaN等),以及超导金属、量子点等结构生长。
[*]衬底尺寸兼容性:可适配 10mm×10mm(旗形样品托)、2英寸、3英寸、4英寸 等多种规格衬底。
五、监测与表征参数
[*]原位监测技术:包括 反射式高能电子衍射(RHEED)、残留气体分析仪、原子力显微镜(AFM)等,用于实时观察薄膜生长过程。
[*]束流监测:使用 Beam Flux Monitor(BFM) 对分子束强度进行实时监测和校准。
六、设备功能参数
[*]样品台自由度:配备 四轴(XYZ+旋转)或五轴高低温样品台,支持复杂工艺需求。
[*]快速进样系统:通过机械手实现样品在真空腔室间的快速转移,减少污染风险。
七、工艺兼容性参数
[*]多层结构生长能力:可交替生长不同组分/掺杂的超薄层,形成量子显微结构(如量子阱、超晶格)。
[*]低温生长优势:避免高温引起的界面扩散问题,提升薄膜结晶质量。
以上参数共同决定了MBE技术在半导体、光电子器件、量子材料等领域的应用效能。
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