mbe的影响

在超薄层材料外延生长技术方面,MBE的问世实现了原子分子厚度的外延生长,开辟了能带工程的半导体新领域。半导体材料科学的发展对半导体物理和信息科学起到了积极的推动作用。它是微电子学、光电子学、超导电子学和真空电子学的基础。从历史上看,外延技术的进步和由其制成的所需结构在现代半导体器件的发展中起到了不可或缺的作用。MBE的出现无疑激发了科学家和工程师的想象力,为他们提供了具有挑战性的机遇。分子束外延技术的发展,促进了III-V族半导体等多元多层异质材料的生长,极大地推动了微电子新技术的发展,创造了GaAs IC、GeSi异质晶体管及其集成电路,以及各种新型超晶格器件。特别是GaAs集成电路(基于MESFET、HEMT、HBT以及这些器件设计制造的集成电路)和红外等光电器件在军事应用上具有重要意义。GaAs MIMIC(微波毫米波单片电路)和GaAs VHSIC(超高速集成电路)将在新型相控阵雷达、阵列电子战设备、智能武器、超高速信号处理、军用计算机等方面发挥重要作用。

上世纪90年代,中美50多种成套系统使用MIMIC。所谓整机系统,包括智能武器、雷达、电子战、通信领域。在雷达方面,它包括用S、C、X和Ku波段的有源发射/接收(T/R)组件设计和制造的相控阵雷达。在电子战方面,雷神公司正在研制T/R组件和有源铒光纤模拟宽带和超宽带GaAs。智能武器方面,美国MIMIC计划第一阶段已经有8种智能武器使用了这种电路,在海湾战争中也有应用。在通信方面,主要包括国防通信卫星系统(DSCS)、全球定位系统(GPS)、短波超高频通信和小规模毫米波保密通信。

光电器件在军事上的应用已经成为改善各种武器和通信指挥控制系统的关键技术之一,对提高系统的生存能力也起着特别重要的作用。主要包括激光器、光电探测器、光纤传感器、CCD摄像系统和平板显示系统。它们广泛应用于雷达、定向武器、寻的装置、红外夜视探测、通信、车载显示系统、导弹火控和雷达声纳系统。上述光电器件的关键技术与微电子、微波毫米波器件有相通之处,如分子束外延、金属有机化合物气相沉积等先进的超薄层材料生长技术。专家认为,未来半导体光电子学的重要突破将是超晶格、量子阱(点、线)结构材料和器件的研究,其发展潜力不可估量。未来战争是以军事电子为主的高技术战争,其标志是军事装备的电子化和智能化。而它的核心就是微电子。以微电子为核心的关键电子元器件是一个高技术基础技术群,器件和电路的发展必须依赖于分子束外延技术等超薄层材料生长技术的进步。