Молекулярно-пучковая эпитаксия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Молекулярно-пучковая эпитаксия или молекулярно-лучевая эпитаксия — эпитаксиальный рост в условиях высокого вакуума. Позволяет выращивать гетероструктуры заданной толщины с моноатомно гладкими гетерограницами. Легко конторировать уровень легирования. Имеется возможность исследовать качество плёнок «in situ» (то есть прямо в камере роста). Нужны специальные пригодные для эпитаксии подложки — хорошо очищенные с атомрногладкой поверхностью.
Содержание |
[править] Технология
[править] Вакуумная камера
[править] Подложкодержатель
Подложкодержатель — место куда крепится подложка, как можно понять из названия. Подложкодержатель всегда соседствует с нагревателем, который регулирует температуру подложки, которая повышена (900-1000 K). Температура подложки поддерживается достаточно высокой для увеличения поверхностной диффузии адатомов (адсорбированных атомов), чтобы они быстрее могли встроиться в кристаллическую решётку. Поскольку это занимает какое-то время, то поток атомов на поверхность очень важен, поскольку с одной стороны нужно чтобы скорость роста была максимально, а с другой при большем потоке монокристаллическая плёнка не растёт, а получается поликристаллическая или аморфная.
[править] Эффузионные ячейки
Эффузионные ячейки — ячейки испарителей. Они представляют собой тигли из тугоплавкого материала (чистые нитрид бора или графит). вокруг тиглей намотана спираль для нагрева. Температура достигает 1900 K. Пары материала через малое отверстие попадают в виде пучка на подложку. В случае использования тугоплавких материалов используется электронный пучок для испарения.
[править] Автоматизация
[править] Методы диагностики
[править] Дифракция быстрых электронов
[править] Эллипсометрия
[править] Использование
Метод наиболее часто используется для выращивания гетероструктур из тройных растворов или четверных растворов основанных на элементах из третьей и пятой группы периодической системы элементов, хотя выращивают и AIIBVI соединения, а также кремний, германий, металлы и т. д.
[править] HEMT
[править] Псевдоморфные плёнки
Качество выращенных плёнок зависит от согласования постоянных решёток материала и подложки. Причём чем больше рассогласование, тем меньшей толщины можно вырастить бездефектную плёнку. Растущая плёнка старается подстроиться под кристаллическую структуру подложки. Если постоянная решётки растущего материала отличается от постоянной решётки подложки в плёнке возникают напряжения, увеличивающиеся с ростом толщины пленки. Это может приводить к возникновекнию множества дислокаций на интерфейсе подложка-пленка, ухудшающих электрофизические свойства материала. Обычно этого избегают. Например, идеальная пара соединений GaAs и тройной раствор AlGaAs очень часто используется для производства структур с двумерным электронным газом. Для получения квантовых точек (InAs) используется явление самоорганизации, когда выращивают пару монослоёв InAs плёнки на GaAs подлоджки, а так как рассогласования объёмных постоянных решёток достигаеn 7 % данная плёнка рвётся и InAs собирается в островки, которые и называются из-за своих размеров квантовыми точками.
[править] Наноструктуры
К примеру используя селективный рост, можно вырастить нанопроволку на краю подложки с заранее выращенной гетероструктурой.
[править] Лазеры
Можно вырастить структуру для лазера на двойной гетероструктуре. Зеркала в таких структурах представляют собой периодическую гетероструктуру с переменным коэффициентом преломления (диэлектрические зеркала), выращиваются с прецизионной точностью по толщине.
[править] Недостатки
Основной недостаток метода — высокая цена оборудованияю. К недостаткам относятся также малая скорость роста, высокая цена исходных чистых материалов, поддержание высокого вакуума для необходимой чистоты процесса.
[править] О названии
Следует заметить, что термин «молекулярно-лучевая эпитаксия» является неточным переводом английского эквивалента molecular beam epitaxy. В русскоязычной научной литературе одинаково часто встречается и то и другое название.
 |
Это незавершённая статья по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
[править] Смотрите
- Дифракция медленных электронов
- Лазеры на квантовых точках
