MBE是由噴射爐將外延分子(或原子)直接噴射到襯底表面進(jìn)行外延的,用快門MAX1771CSA可迅速地控制外延生長(zhǎng)的開始或停止,因此,由外延工藝可以精確地控制外延層的厚度,能生長(zhǎng)極薄的外延層,厚度可以薄至A量級(jí)。

   在外延生長(zhǎng)室有多個(gè)噴射爐,可同時(shí)噴射不同的分子(或原子)束,外延層組分和摻雜劑可以隨著爐源種類和束流通量的變化而迅速調(diào)整。因此,能精確地控制外延層材料組分和雜質(zhì)分布,生長(zhǎng)出多層雜質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的外延層。外延層數(shù)可按需要達(dá)任意層數(shù)。

   常規(guī)的lN BE襯底溫度范圍在如0~800℃之間,襯底溫度較氣相外延低得多,雜質(zhì)再分布現(xiàn)象通常可以忽略。因此,在外延界面能得到陡變分布的雜質(zhì)濃度或突變pll結(jié)。實(shí)際上,N【BE也可在更高襯

底溫度下進(jìn)行,但溫度越高互擴(kuò)散引起的雜質(zhì)再分布現(xiàn)象就越嚴(yán)重,囚此一般盡量降低襯底溫度。

   生長(zhǎng)室超高的真空度,也使得外延生長(zhǎng)環(huán)境潔凈,非有意摻入的雜質(zhì)可以忽略。但生長(zhǎng)室超高的真空度帶來了另一個(gè)問題,就是即使溫度較低,重?fù)诫s襯底表面的雜質(zhì)也會(huì)在瞬問蒸發(fā),摻入輕摻雜的外延層,引起雜質(zhì)再分布。因此,應(yīng)采用低蒸發(fā)常數(shù)雜質(zhì)的重?fù)诫s襯底,如摻銻的n・型襯底。也可采取外延前升溫到足以揮發(fā)掉重?fù)诫s襯底表面雜質(zhì)后,抽真空至基壓,再生長(zhǎng)外延層的工藝方法。這種方法雖然能減少襯底雜質(zhì)被摻入外延層,但也存在襯底表面雜質(zhì)濃度降低的問題。

   外延設(shè)各中的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)外延生長(zhǎng)過程全程監(jiān)控,原位分析,這利于工藝條件的調(diào)整和優(yōu)化,生長(zhǎng)高質(zhì)量的外延層,而且能直接獲得外延層的厚度、雜質(zhì)濃度、分布等工藝參數(shù)。因此,MBE也被用于各種外延物質(zhì)生長(zhǎng)機(jī)制的分析研究。分子束外延設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格昂貴,外延工藝生產(chǎn)效率低、成本高。所以盡管它是制備高質(zhì)量、高精度外延層的工藝方法,但在微電子芯片生產(chǎn)上很少采用。日前,MBE工藝主要應(yīng)用在納電子領(lǐng)域和光機(jī)電領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于米超晶格薄膜和納米單晶光學(xué)薄膜制備上,已成為制備納米單晶薄膜的標(biāo)準(zhǔn)制備工藝。