束流规如何监控MBE膜厚
分子束外延(MBE)中,束流规(即束流流量监控器)通过以下原理监控膜厚:[*]束流强度实时监测
束流规直接测量蒸发源喷射的分子束流强度。通过电离规或传感器检测分子束的流量密度,将流量信号转化为电信号输出,实时反映单位时间内材料沉积速率。
[*]膜厚计算与控制
结合沉积时间,根据公式 膜厚 = 束流强度 × 时间 × 材料沉积系数 计算理论膜厚。系统通过反馈调节蒸发源温度或挡板开闭,动态控制束流的通断与强度,实现原子级精度的厚度控制。
[*]多参数协同校准
束流规的数据常与以下技术协同使用:
[*]反射高能电子衍射(RHEED):监测表面原子排列周期性变化,通过衍射图样振荡次数校准单层生长厚度。
[*]石英晶体微天平(QCM):利用晶体谐振频率变化实时测量实际沉积质量,补充束流规的理论数据。
此方法适用于III/V族、II/VI族等化合物半导体材料的纳米级外延生长,控温精度可达±0.1℃,膜厚均匀性优于±2%。
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