薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置及监测方法，包括两组适配旗形样品托的样品卡槽组件；衬底加热及控温组件、蒸发源加热及控温组件；用于原位电学监测的电极加热及控温组件；含电极旗形样品托和微型蒸发源组件。该装置在超高真空腔体内实现衬底热处理、薄膜沉积并借助于真空原位电输运测量的方式监测连续膜生长状况，并获得沉积速率、掺杂量和衬底温度等工艺参数对薄膜电学指标的影响。该装置通过一体化设计，不仅用于薄膜生长，且实现了样品工艺指标的真空环境原位实时监测，极大提高了大尺寸连续膜生长的工艺参数的迭代优化效率和精度。参数的迭代优化效率和精度。参数的迭代优化效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置及监测方法


[0001]本专利技术属于纳米电子薄膜材料领域，涉及一种在体积约一升的超高真空腔体内实现衬底热处理、薄膜沉积以及以真空原位电输运测量的方式监测连续膜生长状况的一体化样品台。

技术介绍

[0002]纳米尺度电子薄膜材料的生长是新型半导体器件研发的关键技术之一。超高真空环境中的薄膜生长技术，如分子束外延，可以实现表界面高度清洁及原子级精度膜厚控制，是目前使用广泛的一种制备高品质电子薄膜材料的方法，对于III
‑
V半导体、半导体超晶格以及拓扑绝缘体等高品质先进薄膜材料的制备至关重要。器件制作和电学测量也是电子薄膜材料研究中的关键环节。为提升电极制备的成功率以及保障器件的使用，必须要确保薄膜具有一定的连续性。大面积的连续膜，能够用于整片器件制作，也能大幅提升薄膜的使用效率。因此，连续膜的制备以及薄膜连续性的监测十分重要。
[0003]尤其是对于目前纳米尺度的二维材料，晶圆级薄膜的生长以及逻辑器件的制备都备受关注。目前，专利CN 111896521 A公开了一种针对二维材料连续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置，其特征在于，包括：第一样品卡槽组件，被配置为放置含电极旗形样品托和加热及控温组件；含电极旗形样品托，被配置为放置用于薄膜生长的衬底；加热及控温组件，被配置为以直流或辐射加热的方式对衬底进行热处理，维持衬底温度并实时原位监测薄膜生长过程中电信号的变化；第二样品卡槽组件，被配置为放置微型蒸发源组件和蒸发源加热及控温组件；微型蒸发源组件，被配置为用于放置用于薄膜生长的蒸发源材料；蒸发源加热及控温组件，被配置为用于蒸发源材料加热，在温度和真空下达到饱和蒸汽压，并实时监测温度；真空电极法兰，被配置为用于将整个样品台装置与真空腔体进行连接，实现真空及大气中的电学信号的传输；第一样品卡槽组件和第二样品卡槽组件上放置的含电极旗形样品托和加热及控温组件、微型蒸发源组件和蒸发源加热及控温组件相对设置，位于真空电极法兰上方，实现进行衬底热处理、薄膜沉积、以真空原位输运测量和连续膜生长状况监测。2.根据权利要求1所述的薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置，其特征在于，第一样品卡槽组件上设置有加热及控温组件，包括直流加热电刷、第一辐射加热电阻丝、第一热电偶和电极引线组件，第一辐射加热电阻丝位于第一样品卡槽组件的凹槽中，直流加热电刷位于凹槽边沿上，第一热电偶和电极引线组件位于凹槽上方；含电极旗形样品托插入第一样品卡槽组件凹槽中。3.根据权利要求2所述的薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置，其特征在于，含电极旗形样品托上设置有一对固定衬底的金属压片和与电极引线组件配合的金属弹片，含电极旗形样品托固定衬底并插入第一样品卡槽组件中。4.根据权利要求1所述的薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置，其特征在于，第二样品卡槽组件上设置有蒸发源加热及控温组件，包括第二辐射加热电阻丝和第二热电偶，第二辐射加热电阻丝位于第二样品卡槽组件的凹槽中，第二热电偶位于凹槽上方；微型蒸发源组件插入第二样品卡槽组件凹槽中。5.根据权利要求4所述的薄膜沉积与连续膜生长监测一体化样品台装置，其特征在于，微型蒸发源组件上放置有待沉积材料的坩埚，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘毅，张一诺，王受信，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：