分子束外延（MBE）設(shè)備原理

知識星球（星球名：芯片制造與封測社區(qū)）里的學員問：分子束外延（MBE）設(shè)備復(fù)雜嗎，有什么特點？為什么叫分子束呢？

?什么是外延？外延就是在單晶襯底上再生長出一層單晶膜層。

??外延的種類有哪些？VPE,LPE,SPE,MoCVD，分子束外延(MBE)

?MBE設(shè)備原理？

如上圖，是一個典型的分子束外延設(shè)備圖，

1. To buffer chamber

是一個在生長室（growth chamber）與外部環(huán)境之間起到過渡作用的腔室，進行樣品的預(yù)熱，轉(zhuǎn)移等

2. Ionization gauge

電離規(guī)，用于測量生長室內(nèi)的真空度。它通過電離室內(nèi)的少量氣體分子來測定真空度。

3. RHEED screen/RHEED gun

反射高能電子衍射，一個是發(fā)射槍，一個是顯示屏幕。顯示屏幕用來顯示電子衍射圖樣的。通過圖樣可以得到生長中的晶體薄膜的表面結(jié)構(gòu)信息，實時監(jiān)控薄膜生長質(zhì)量和結(jié)構(gòu)。

4. Mass spectrometer

質(zhì)譜儀，用來分析和監(jiān)測生長過程中的分子束組成。它可以精確地測定不同分子束的質(zhì)量，從而控制生長過程中的材料組成。5，Heating Coils加熱線圈，用于加熱源材料
6，Beam Flux Monitor
束流監(jiān)控器，監(jiān)控分子束流的強度。

7. Effusion cell

源池，用來加熱固體源材料，形成分子束。在裝載過程中，通過緩沖室（buffer chamber）轉(zhuǎn)移晶圓，以防止真空室內(nèi)的真空被破壞。不同的固體源材料放置在分子束源池中，加熱至蒸發(fā)狀態(tài)形成分子束。分子束在超高真空中打到加熱的基底上，分子（原子）在基底表面吸附、遷移、成核和生長。生長過程中用RHEED，Beam Flux Monitor，Ionization gauge等監(jiān)控膜層，環(huán)境信息，以形成高質(zhì)量的薄膜。

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