分子束外延生長，顧名思義，就是使組成目標樣品的原子或分子定向運動到目標襯底（一般為有確定晶向的單晶）上，並使其按照襯底的晶體結構進行生長。具體到 GaAs，就是使單質的 Ga 與 As分別形成原子束或分子束，然後在合適襯底上相遇並反應形成 GaAs。如(ru)何(he)獲(huo)得(de)定(ding)向(xiang)運(yun)動(dong)的(de)原(yuan)子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)束(shu)呢(ne)？類(lei)似(si)於(yu)加(jia)熱(re)燒(shao)杯(bei)中(zhong)的(de)水(shui)，對(dui)靶(ba)材(cai)加(jia)熱(re)，就(jiu)可(ke)以(yi)蒸(zheng)發(fa)出(chu)原(yuan)子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)。但(dan)這(zhe)還(hai)不(bu)夠(gou)，當(dang)我(wo)們(men)加(jia)熱(re)一(yi)杯(bei)水(shui)時(shi)，一(yi)個(ge)熟(shu)悉(xi)的(de)場(chang)景(jing)是(shi)，水(shui)蒸(zheng)氣(qi)很(hen)快(kuai)就(jiu)被(bei)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)粒(li)子(zi)散(san)射(she)，傳(chuan)播(bo)距(ju)離(li)有(you)限(xian)。因(yin)此(ci)，生(sheng)長(chang)進(jin)行(xing)的(de)環(huan)境(jing)一(yi)定(ding)要(yao)是(shi)超(chao)高(gao)真(zhen)空(kong)，對(dui) MBE 而言，通常需要比大氣壓低10-13倍以上的真空。隻有在這樣“超淨”的de環huan境jing中zhong，才cai能neng有you效xiao的de減jian小xiao靶ba材cai原yuan子zi或huo分fen子zi在zai到dao達da襯chen底di之zhi前qian與yu環huan境jing氣qi體ti的de碰peng撞zhuang，形xing成cheng準zhun直zhi的de分fen子zi束shu。那na麼me如ru何he保bao證zheng原yuan子zi或huo分fen子zi在zai襯chen底di表biao麵mian反fan應ying並bing形xing成cheng外wai延yan生sheng長chang呢ne？這zhe裏li的de另ling一yi個ge關guan鍵jian就jiu是shi襯chen底di的de溫wen度du。可ke以yi想xiang象xiang，如ru果guo襯chen底di溫wen度du過guo低di，原yuan子zi或huo分fen子zi到dao達da襯chen底di後hou不bu能neng充chong分fen遷qian移yi、反應和晶化，肯定無法獲得好的外延生長；反fan之zhi，如ru果guo襯chen底di溫wen度du太tai高gao，到dao達da襯chen底di的de原yuan子zi，特te別bie是shi分fen子zi，極ji易yi發fa生sheng脫tuo附fu，這zhe不bu但dan導dao致zhi較jiao低di的de生sheng長chang速su率lv，更geng嚴yan重zhong的de是shi非fei化hua學xue配pei比bi薄bo膜mo的de形xing成cheng。為wei了le製zhi備bei組zu分fen且qie組zu分fen突tu變bian的de半ban導dao體ti材cai料liao，如ru超chao晶jing格ge和he異yi質zhi結jie，我wo們men還hai需xu要yao控kong製zhi各ge個ge蒸發源的溫度。PID 控製器（比例-積分-微分控製器）的發展使我們對溫度的控製精度達到了1°C 以內，這對獲得組分可控的半導體材料、異質結和超晶格起到了奠基的作用。
為了保證半導體器件的性能，半導體材料必須要做得非常的純，往往幾百萬原子中才允許有一個雜質。要做到這一點，MBE 生長不但要在超高真空中進行，而且用作蒸發源的原材料的純度也必須要非常高。以用途廣泛的化合物半導體 GaAs 為例，As 源材料的純度一般為99.9999%（6N）或者99.99999%（7N），Ga 源材料的純度要在99.9999%（6N）以上。如用作集成電路和微波器件，Ga 的純度甚至要達到99.999999%（8N）以上。
通過上麵簡單的介紹，我們現在已經可以勾勒出一個標準分子束外延係統的大致構造了，如圖所示，它主要包括超高真空係統、蒸發源、襯底加熱台和反射式高能電子衍射儀（RHEED）。
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