Реферат Курсовая Конспект
Основные вехи развития МЛЭ и особенности МЛЭ в решении задач твердотельной электроники - раздел Философия, Лекции по МЛЭ Млэ Обеспечивает Предельно Высокое Качество И Самих Пленок И ...
|
МЛЭ обеспечивает предельно высокое качество и самих пленок и границ между ними, тем самым она удовлетворяет требованиям, необходимым для создания современных полупроводниковых гетероструктур: одиночных гетеропереходов, изолированных потенциальных ям, периодических и многослойных систем. Поскольку именно структуры с гетеропереходами определяют в настоящее время прогресс в твердотельной электронике, поэтому важно знать и понимать, каким способом могут они реализованы.
По сути дела МЛЭ представляет собой результат усовершенствования старого способа испарения в вакууме, широко применявшегося для изготовления металлических пленок. Использование чистых источников напыляемых материалов, сверхвысокий вакуум, точный контроль температуры подложки, различные методы диагностики растущей пленки в сочетании с компьютерной системой управления параметрами процесса — все это вместе взятое привело к созданию качественно новой технологии — МЛЭ.
За последние 40 лет характерные масштабы в твердотельной электронике уменьшились на четыре порядка: от сотни микрометров в первых транзисторах до сотни ангстрем в гетероструктурах с квантовыми ямами. Реализация структур таких масштабов с помощью жидкофазной эпитаксии или газотранспортными методами оказалась весьма затруднительной, тогда как МЛЭ позволяет выращивать пленки любой толщины, вплоть до многоатомных с заданным химическим составом и концентрацией примесей. Методом МЛЭ удается осуществлять гетероэпитаксию разнородных материалов, выращивая, например, соединения А3В5 на кремниевых или диэлектрических подложках, что чрезвычайно важно для монолитной интеграции оптоэлектронных и интегрально-оптических системах GaAs с вычислительными модулями. Методом МЛЭ выращивают различные многослойные и периодические структуры (типа квантовых сверхрешеток) с заданными параметрами, что дает возможности управления электрическим спектром носителей заряда.
Как ранее говорилось, вакуумное напыление весьма широко исследовалось в 40-х годах, хотя более совершенная эпитаксия свинца и олова была в 1964 году с помощью молекулярных пучков, создаваемых специальными (эффузионными) ячейками.
Первое систематическое исследование роста сложных полупроводников типа А3В5 проведено Гюнтером в 1958 году. С помощью «трехтемпературной» методики он получил стехиометрические пленки сложных полупроводников. В 1968 году, улучшив вакуум в методе Гюнтера, Давэй и Панкэй смогли вырастить эпитаксиальные слои на чистых монокристаллических подложках GaAs. Приблизительно в то же время Артур с целью изучения механизма роста исследования кинетики островков Ga и As на поверхностях GaAs. Это послужило основой дальнейших достижений по выращиванию методом МЛЭ совершенных пленок GaAs и других соединений А3В5.
Широкое использование МЛЭ началось с появлением промышленного вакуумного оборудования в начале 70-х годов. МЛЭ является в своей основе утонченной модификацией метода вакуумного напыления. Степень усложнения определяется только целями, поставленными в конкретном исследовании. Рост пленок при МЛЭ, представляющей собой вакуумное напыление, определяется в основном кинетикой взаимодействия пучков с поверхностью кристалла в отличие от других методов, таких как ИСЭ или химическое осаждение, которые происходят в условиях, близких к равновесным. Кроме того, поскольку процесс МЛЭ происходит в сверхвысоком вакууме, его можно контролировать с помощью таких диагностических методов, как дифракция отраженных быстрых электронов (ДОБЭ), электронная оже-спектроскопия (ЭОС), вторично-ионная масс-спектроскопия (ВИМС), рентгеновская фотоэлектрическая спектроскопия (ФЭС) и т.д., поместив в систему соответствующую аппаратуру вместе с масс-анализатором для контроля интенсивности пучков и ионной пушкой для очистки поверхности.
Перечислим важнейшие задачи, решение которых обеспечивается МЛЭ:
а) получение монокристаллов высокой чистоты — за счет роста в сверхвысоком вакууме и высокой чистоты потоков вещества;
б) выращивание сверхтонких структур с резкими изменениями состава на границах — за счет относительно низких температур роста, препятствующих взаимной диффузии;
в) получение гладких бездефектных поверхностей для гетероэпитаксии — за счет ступенчатого механизма роста, исключающего возможность зародышеобразования;
г) получение сверхтонких слоев с контролируемой толщиной за счет точности управления потоками и относительно малых скоростей роста;
д) создание структур с заданными внутренними напряжениями растяжения и сжатия.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ВВЕДЕНИЕ... Наиболее перспективным направлением микроэлектроники является наноэлектроника Наноэлектроника находится на стыке...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основные вехи развития МЛЭ и особенности МЛЭ в решении задач твердотельной электроники
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов