MBE是由喷射炉将外延分子(或原子)直接喷射到衬底表面进行外延的,用快门MAX1771CSA可迅速地控制外延生长的开始或停止,因此,由外延工艺可以精确地控制外延层的厚度,能生长极薄的外延层,厚度可以薄至A量级。

   在外延生长室有多个喷射炉,可同时喷射不同的分子(或原子)束,外延层组分和掺杂剂可以随着炉源种类和束流通量的变化而迅速调整。因此,能精确地控制外延层材料组分和杂质分布,生长出多层杂质结构复杂的外延层。外延层数可按需要达任意层数。

   常规的lN BE衬底温度范围在如0~800℃之间,衬底温度较气相外延低得多,杂质再分布现象通常可以忽略。因此,在外延界面能得到陡变分布的杂质浓度或突变pll结。实际上,N【BE也可在更高衬

底温度下进行,但温度越高互扩散引起的杂质再分布现象就越严重,囚此一般尽量降低衬底温度。

   生长室超高的真空度,也使得外延生长环境洁净,非有意掺入的杂质可以忽略。但生长室超高的真空度带来了另一个问题,就是即使温度较低,重掺杂衬底表面的杂质也会在瞬问蒸发,掺入轻掺杂的外延层,引起杂质再分布。因此,应采用低蒸发常数杂质的重掺杂衬底,如掺锑的n・型衬底。也可采取外延前升温到足以挥发掉重掺杂衬底表面杂质后,抽真空至基压,再生长外延层的工艺方法。这种方法虽然能减少衬底杂质被掺入外延层,但也存在衬底表面杂质浓度降低的问题。

   外延设各中的监控系统对外延生长过程全程监控,原位分析,这利于工艺条件的调整和优化,生长高质量的外延层,而且能直接获得外延层的厚度、杂质浓度、分布等工艺参数。因此,MBE也被用于各种外延物质生长机制的分析研究。分子束外延设备复杂、价格昂贵,外延工艺生产效率低、成本高。所以尽管它是制备高质量、高精度外延层的工艺方法,但在微电子芯片生产上很少采用。日前,MBE工艺主要应用在纳电子领域和光机电领域,广泛应用于米超晶格薄膜和纳米单晶光学薄膜制备上,已成为制备纳米单晶薄膜的标准制备工艺。