知識力

❒ 分子束磊晶的製作流程
以成長砷化鎵磊晶為例，分子束磊晶的製作流程如＜圖一＞所示，其製作步驟如下：
1.將砷化鎵晶圓放在分子束磊晶(MBE)機台的晶圓座下方，做為基板(Substrate)。
2.將砷固體與鎵固體分別放在兩個石墨坩堝內。知識力www.ansforce.com。
3.以電源供應器對石墨坩堝加熱，使砷固體與鎵固體熔化產生蒸氣向上蒸發。
4.在超高真空(UHV)下，砷原子與鎵原子會蒸發向砷化鎵晶圓(基板)移動。
5.砷原子與鎵原子緩慢地在砷化鎵晶圓(基板)上堆積，形成「砷化鎵磊晶」。

圖一　分子束磊晶(MBE)系統示意圖。

❒ 分子束磊晶的特性
分子束磊晶(MBE)在成長薄膜的過程中沒有化學反應發生，屬於「物理氣相沉積(PVD)」，由於必須使用「超高真空(UHV：Ultra High Vacuum)」，再使原子一顆一顆地蒸發到基板上沉積，成本很高，並不適合工廠大量生產；但是在成長磊晶的過程中很容易控制每個坩堝中固體原子蒸發出來的數量(製程參數容易控制)，因此一般都是使用在研究單位或是科技公司的「研發部門(R&D)」。

分子束磊晶的基板通常是以柴氏拉晶法(CZ法)成長好的砷化鎵晶圓，當氣體原子在砷化鎵晶圓的表面凝固時，會隨著砷化鎵晶圓的原子排列形成單晶薄膜(磊晶)。這個原理就好像要讓一群人排列成整齊的隊伍，最簡單的方法就是先讓第一排的人排列整齊(排頭為準)，則後面的人只要對準排頭(向前看齊)，自然就會很整齊了。在成長磊晶時所使用的「晶圓」就好像是「磊晶的排頭」一樣。

❒ 分子束磊晶的優缺點
➤優點：製程參數容易控制，適合研發使用，一般而言研發部門的分子束磊晶機台是用來調整不同的原子數目成長磊晶，來產生我們要的發光顏色。
➤缺點：使用「超高真空」成本較高，只適合研發使用不適合量產，因此分子束磊晶是研發使用的機台，而不是用在生產線上的機台。知識力www.ansforce.com。

【重要觀念】
➤ 晶種與磊晶：「晶種(Seed)」是製作「晶圓(Wafer)」時所使用的排頭，而「晶圓(Wafer)」則是成長「磊晶(Epitaxy)」時所使用的排頭。

【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業，全華圖書公司」。＜我要買書＞