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分子束外延镀膜设备有哪些特点-广东振华真空镀膜设备

Molecular beam epitaxy中文称为“分子束外延”,简称MBE。该技术于20世纪70年代左右有较大的发展,作为一种外延生长单晶薄膜技术,分子束外延镀膜设备是基于真空蒸发镀膜工艺衍生而来的。 对于分子束外延的研究是在1969年进行的,主要是在美国、日本、英国等国家进行的研究。我国则相对较晚些,大约是在20世纪70年代中开始投入研究此技术。现如今分子束外延设备已经越来越完善,自一开始简单地作为实验设备,发展到现在具有多种功能(如绝缘层、半导体、电子元件等镀膜)的产品。

MBE是一种于真空环境中,晶体内的成分和掺杂分子(原子)再按照一定比例加以一定的热运动速度喷涂到热基材上而使晶体外延生长成膜。MBE比之其他气相和液相外延方法具有以下特点:

1、观察单晶薄膜的生长过程可在同一体系中原位进行,并分析晶体生长机理的同时避免空气污染的影响。

2、控制镀膜生长层的厚度、成分和杂质主要分布可在生长过程中同时精确地进行,生长膜表面和界面具备原子级的平整度,与相关技术相结合可以生长出二维、三维图形结构。

3、生长温度低,例如Si可在500°C生长、GaAs可在500-600°C生长等。

4、生长速度缓,MBE生长速度为1μm/h-10μm/h,可生长出平整、超薄膜层。

5、作为一种干式工艺,它由于是超高真空下进行,因而混入的残余气从之类的杂质更少,所以其表面可保持清洁。

所以我们可以利用这些特点来发展这一项新镀膜技术。总的来说,分子束外延镀膜设备的综合性强、难度较大,因为它涉及到了超高真空、精密机械加工、能谱、微弱信号通过检测、电子信息光学等现代技术领域。它的研究应用范围现如今已经广泛地涉及到半导体材料、超薄膜层、绝缘和超导材料等。