离子束外延 - 道客巴巴

　　离 子 束 外 延刘 旭 东摘 要本 文 就 离 子 束 外 延 的 基 本 原 理、发 展 概 况、主 要 优 点 等 作 一 般 性的 介 绍;而 就 目 前世 界 上 所 进 行 的 各种 离 子 束 外 延 方 法,诸 如 完 全 离化 离 子 束外 延 ( 低 能 离 子 束外 延 )、部 分 离 化 离 子 束外 延,射 频 反 应离 子 束 外 延以 及 离 化 团 束 外 延 做 比 较 详 细 的 介 绍。一、引 言离 子 束 外延 是 继分 子 束 外 延 后近年 来 人 们 在 真 空 淀 积的 基 础 上 发 展起 来 的 一 门 新 的干 式半 导 体外 延技 术。它 的 基本 原 理 是 将 所 要 淀积 的 材 料 蒸 ...

　　离 子 束 外 延刘 旭 东摘 要本 文 就 离 子 束 外 延 的 基 本 原 理、发 展 概 况、主 要 优 点 等 作 一 般 性的 介 绍;而 就 目 前世 界 上 所 进 行 的 各种 离 子 束 外 延 方 法,诸 如 完 全 离化 离 子 束外 延 ( 低 能 离 子 束外 延 )、部 分 离 化 离 子 束外 延,射 频 反 应离 子 束 外 延以 及 离 化 团 束 外 延 做 比 较 详 细 的 介 绍。一、引 言离 子 束 外延 是 继分 子 束 外 延 后近年 来 人 们 在 真 空 淀 积的 基 础 上 发 展起 来 的 一 门 新 的干 式半 导 体外 延技 术。它 的 基本 原 理 是 将 所 要 淀积 的 材 料 蒸 汽 原子 或 原子 团 离化,然 后在加速 电 场 的 作 用 下 以 束 流的 方 式淀 积 到 衬底 上形 成外 延 层。首 次 把 离 子 束 作为 一 种质 量 输 运 方式 用 来淀 积 薄 膜 的是 由 尸 o rb y。 〔 1 〕在 1 9 6 8 年 提 出来 的。其 后,许 多 学 者 用 离 子 束 淀积法 实 现 了 半 绝 缘 膜〔 2 〕 以 及金 属 膜 〔 “,4 〕 的 生长。同 时对半 导 体薄膜 的 外延 生长进 行 了 广 泛 的 研究〔 5,6,7,8,9,1 0,1 1,1 2,1 3,14 〕。由 于 离 子 束 外 延 在原 理和系 统 设计 方 面 有类似 于分 子 束 外 延 的地方,因此它 也 具 有分 子 束 外延 的 一 些优 点 〔 ` 5 〕。如 能 生长 极薄的 大 而 平整 的 单 晶层;由 于 能 自 动 监 控 生 长过 程,所 以 可 精确控制 生长层 的 厚 度、配 比和 杂 质 浓 度 分 布;生 长 温 度 低 (8 0 0C 以下 );预 期经过 研究 可 生 长多 层 结 构 的 外 延 层 以 及 减 少环 境 污 染等。但由 于 离 子 束 外延 是 将 原 子 或 原 子 团 离 化,经 过 电 能转 化过 程,然后 淀 积到 衬底 上形成 薄 膜,因此 它 又 具 有 独 特 的 优 点:① 由 于 外 延 材料 的 原 子 被离化 成离 子,在 电 场 的 作用 下 可 以 使离 子 流改 变方 向,因此 可 进 行选择性外 延,从 而 使 立 体 结构 的 晶 体 生长 成 为 可能。② 在 外延 开始 和 外延 过 程 中,由 于 离 子 的 轰 击 作 用 改 变 了 衬底 的表 面形态,增 加 了外 延 的 成 核 中 心,这不 仅 提 高 了 外 延 速 度,也 改 变 了 外 延材料 对 衬底 的 粘附 系 数。③ 对于 某 些 蒸 汽压 过 低 的物 质,分 子 束 外延 也无 能 为 力,而 采 用 离 化手段 就 可 以 解 决 这 个问题。④外 延 前 用 离 子 轰 击 衬 底 表 面使 之 清洁,可 以 去除 表 面 沾 污 的 杂质 和 机 械损伤,从而 可 以 提 高 外 延质 量。⑤在其外 延过 程 中适 当地 引入 杂 质 原 子,可 以 对外延 层 进 行 可 控i .wndz.1979.05.004