2014-02-09
2784
Технология молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) является результатом развития классических технологий вакуумного напыления материалов. Схема метода показана на Рис. 5. На рисунке обозначено: 1 – держатель подложки с нагревателем, 2 - подложка, 3 – масс-спектрометр, 4 – эффузионные ячейки, 5 - заслонки, 6 – манипулятор, 7 – электронная пушка дифракции быстрых электронов, 8 – люминесцентный экран.
На Рис. 6 показана схема эффузионной ячейки. На рисунке 6 обозначено: 1 – тигель, 2 – нагреватель, 3 – радиационный экран, 4 – термопара.
Рис. 5. Схема установки для молекулярно-лучевой эпитаксии.
Рис. 6. Схема эффузионной ячейки.
Основными отличительными особенностями технологии МЛЭ являются:
- реализация процесса напыления в сверхвысоком вакууме;
- возможность прецизионного управления потоками напыляемых веществ;
- возможность контроля напыляемых структур методами дифракции быстрых электронов (контроль кристаллической структуры напыленного слоя), Оже-спектроскопии (контроль состава поверхности), дифракции медленных электронов (контроль кристаллической структуры верхнего монослоя).
Область между эффузионными ячейками можно условно разделить на три области: I – зона генерации молекулярных пучков, II – зона смешивания молекулярных потоков, III – зона кристаллизации, в которой, собственно, и происходит эпитаксиальный рост структуры на подложке.
Технология МЛЭ нашла широкое применение в микроэлектронике и обеспечивает:
- получение монокристаллических пленок высокой чистоты;
- выращивание сверхтонких структур с резким изменением состава на границах (за счет относительно низкой температуры подложки);
- получение гладких бездефектных поверхностей для гетероэпитаксии (за счет ступенчатого механизма роста без образования островковых зародышей);
- получение сверхтонких слоев контролируемой толщины;
- создание структур со сложными профилями состава или легирования.
Современные установки МЛЭ представляют собой комплексы, состоящие из нескольких высоковакуумных технологических камер, соединенных шлюзовыми устройствами. Схема такой установки показана на Рис. 7.
На Рис. 7 обозначено: ПАП – модуль подготовки а анализа подложек, ЭПМ – модуль эпитаксии элементарных полупроводников, металлов и диэлектриков, ЭПС – модуль эпитаксии полупроводниковых соединений, ЗВП – модуль загрузки и выгрузки подложек, МС – масс-спектрометр, ЭОС – электронный Оже-спектрометр, ДОБЭ – дифрактометры отраженных быстрых электронов, Э – люминесцентные экраны, ИП – ионная пушка, ТИ – тигельные испарители, ЭЛИ – электронно-лучевые испарители.
Рис. 7. Схема многомодульной установки для МЛЭ.
