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【國晶新材】MBE的介紹及應用

 

       分子束外延是一種新的晶體生長技術,簡記為MBE。其方法是將半導體襯底放置在超高真空腔體中,并將需要生長的單晶物質按元素的不同分別放在噴射爐中(也在腔體內)。由分別加熱到相應溫度的各元素噴射出的分子流在上述襯底上生長出極薄的(可薄至單原子層水平)單晶體和幾種物質交替的超晶格結構。分子束外延主要研究的是不同結構或不同材料的晶體和超晶格的生長。該法生長溫度低,能嚴格控制外延層的層厚、組份和摻雜濃度,但系統復雜,生長速度慢,生長面積也受到一定限制。

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       分子束外延是50年代由真空蒸發技術制備半導體薄膜材料發展而來的,隨著超高真空技術的發展而日趨完善。由于分子束外延技術的發展開拓了一系列嶄新的超晶格器件,擴展了半導體科學的新領域,進一步說明了半導體材料的發展對半導體物理和半導體器件的影響。分子束外延的優點是能夠制備超薄層的半導體材料,所得外延材料表面形貌好,而且面積較大,均勻性較好。外延生長的溫度較低,有利于提高外延層的純度和完整性,利用各種元素的粘附系數的差別,可制成化學配比較好的化合物半導體薄膜。
       光電器件在軍事上的應用,已成為提高各類武器和通信指揮控制系統的關鍵技術之一,對提高系統的生存能力也有著特別重要的作用。主要包括激光器、光電探測器、光纖傳感器、電荷耦合器件(CCD)攝像系統和平板顯示系統等。它們被廣泛的應用于雷達、定向武器、紅外夜視探測、通信、機載/艦載/車載的顯示系統以及導彈火控、雷達聲納系統等。而上述光電器件的關鍵技術與微電子、微波毫米波器件的共同之處是分子束外延,金屬有機化合物氣相淀積等先進的超薄層材料生長技術。行家認為未來半導體光電子學的重要突破口將是對超晶格、量子阱(點、線)結構材料及器件的研究,其發展潛力不可估量。未來戰爭是以軍事電子為主導的高科技戰爭,其標志就是軍事裝備的電子化、智能化,而其核心是微電子化。以微電子為核心的關鍵電子元器件是一個高科技基礎技術群,而器件和電路的發展一定要依賴于超薄層材料生長技術如分子束外延技術的進步。
       隨著分子束外延技術的進步,熱解氮化硼-MBE坩堝會有著更廣泛的應用。山東國晶新材料有限公司目前正在生產研發各類MBE坩堝,滿足行業的需求,為分子束外延技術的進步奠定良好的基礎。

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