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半导体超晶格的定义 mbe的定义

2021-03-27知识6

什么叫超晶格 超晶格 1970年美国IBM实验室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念.他们设想如果用两种晶格匹配很好的半导体材料交替地生长周期性结构,每层材料的厚度在100nm以下,如图所示。

mbe的定义 分子束外延是一种新的晶体生长技术,简记为MBE。其方法是将半导体衬底放置在超高真空腔体中,和将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中(也在腔体内)。由分别加热到相应温度的各元素喷射出的分子流能在上述衬底上生长出极薄的(可薄至单原子层水平)单晶体和几种物质交替的超晶格结构。分子束外延主要研究的是不同结构或不同材料的晶体和超晶格的生长。该法生长温度低,能严格控制外延层的层厚组分和掺杂浓度,但系统复杂,生长速度慢,生长面积也受到一定限制。分子束外延是50年代用真空蒸发技术制备半导体薄膜材料发展而来的。随着超高真空技术的发展而日趋完善,由于分子束外延技术的发展开拓了一系列崭新的超晶格器件,扩展了半导体科学的新领域,进一步说明了半导体材料的发展对半导体物理和半导体器件的影响。分子束外延的优点就是能够制备超薄层的半导体材料;外延材料表面形貌好,而且面积较大均匀性较好;可以制成不同掺杂剂或不同成份的多层结构;外延生长的温度较低,有利于提高外延层的纯度和完整性;利用各种元素的粘附系数的差别,可制成化学配比较好的化合物半导体薄膜。

分子束外延法的概况 从硒整流器诞生以来,真空淀积已广泛应用于半导体薄膜器件的制备上。从40年代起,蒸发铅和锡的硫化物薄膜被广泛研究,直到1964年以前还没有实现优质的外延。1964年Schoolar和Zemel用泻流盒产生的分子束在NaCl上外延生长出PbS薄膜。这也许是现代MBE技术的前奏。直到70年代初期真空设备商品化以后,MBE才得到广泛应用。MBE基本上是真空淀积的一种复杂变种,其复杂程度取决于各个研究工作想要达到的目标。因为是真空淀积,MBE的生长主要由分子束和晶体表面的反应动力学所控制,它同液相外延(LPE)和化学汽相淀积(CVD)等其他技术不同,后两者是在接近于热力学平衡条件下进行的。而MBE是在超高真空环境中进行的,如果配备必需的仪器,就能用许多测试技术对外延生长作在位或原位质量评估。分子束外延的重要阶段性成果就是掺杂超晶格和应变层结构的出现。掺杂超晶格是一种周期性掺杂的半导体结构。通过周期性掺杂的方法来调制半导体的能带结构。掺杂超晶格的有效制备方法是掺杂技术,该技术就是定义在一个原子平面上进行掺杂。在衬底材料生长停止的条件下,生长一个单原子层的掺杂剂,这个单原子层的杂质通过高温工艺或分凝便形成一个掺杂区,因而界面非常陡峭,二维电子气的浓度。

半导体超晶格的定义 mbe的定义

#半导体超晶格的定义

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