Abstract
到目前為止，高速元件和光電子元件都由化合物半導體材料所主導。藉著 縮小矽元件的尺寸雖然可以提高元件的操作頻率，還是無法達到三五元件 的範圍。自從矽鍺合金發表以後，就立刻受到重視。它的重要性，除了異 質接面的種種優點外，最重要的是它的製程可與超大型積體電路相容。成 長矽鍺合金較常用的有分子束磊晶法、急遽變溫化學汽相沈積法、超高真 空化學汽相沈積法及氣源分子束磊晶法。本論文介紹氣源分子束磊晶系統 的設計與組裝過程。氣源分子束磊晶可分為真空系統、氣體供應系統及控 制系統三部份。我們採用 SiH//4、GeH//4、PH//3 及 B//2H//6 做為我 們的製程氣體。B//2H//6 的流量為 0 - 5 sccm 其它都是 0 - 10 sccm 。氣體的純度以 0.99999 為標準。 PH//3 及 B//2H//6 為稀釋於 H//2 的混合氣，其濃度均為 2500 ppm。在真空方面，背景壓力為 1E-9 torr 而操作壓力為 1E-4 torr。切換氣體的方法採用質量流量控制器與遮斷器 並行。本文分為五章：第一章導論、第二章真空系統、第三章氣體供應系 統、第四章控制系統及第五章結論與展望。在真空系統中, 我們首先推算 一些環境參數. 如背景壓力、操作壓力、氣體流量、純度及濃度等。接著 分別介紹真空艙、轉送艙、氣體注入機構及真空抽氣系統的設計與組裝工 作。氣體供應系統中首先介紹安全方面的資料及注意事項。如毒氣度量、 可燃性及腐蝕性等。接著介紹氣體供應盤、氣體控制盤、廢氣排放及高壓 空氣管線的設計。控制系統則介紹加熱控制器、流量控制器、氣動閥控制 器、離子幫浦介面及程序控制器的設計要領。最後一章對本系統做一個檢 討，並介紹本系統未來的工作展望。