本发明专利技术涉及一种分子束外延(MBE)薄膜生长装置，包括：生长室，与真空泵连接，并且内部保持超高真空状态；基板安装部，设置在所述生长室内部，并用于安装基板；负载锁定室，设置在所述生长室的外部，并与所述生长室连通，且安装在所述基板安装部上的用于生长薄膜的至少一个基板位于所述负载锁定室中；基板传送部件，其将基板从负载锁定室传送到生长室或从生长室传送到负载锁定室，其中，所述负载锁定室被设置为面对所述基板安装部，并且被设置为与所述基板传送部件的基板传送路径为同一条直线。述基板传送部件的基板传送路径为同一条直线。述基板传送部件的基板传送路径为同一条直线。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分子束外延薄膜生长装置
[0001]本专利技术涉及分子束外延薄膜生长装置，更具体地说，涉及一种分子束外延薄膜生长装置，该分子束外延薄膜生长装置能够通过在基板上沉积蒸发物质而生长薄膜。
技术介绍
[0002]化合物半导体材料因其优异的材料特性，作为可以代替传统硅的新一代高频、功率半导体备受瞩目。因此，氮化物半导体相关研究开发(R&D)正在积极进行。但是，由于缺乏用于氮化物半导体开发的基板，材料主要在异质基板上生长。作为参考，氮化物半导体生长时使用蓝宝石、碳化硅、硅等，有时为了提高现有硅半导体的性能，可能会在硅上重新生长由锗构成的外延层。
[0003]外延装置的实例包括金属有机化学气相沉积(MOCVD)装置、分子束外延(MBE)装置、混合气相外延(HVPE)装置等。其中，MBE装置具有优异的薄膜性能、低温生长和实时监控工艺等优点，因此被广泛用于外延工艺。
[0004]MBE装置是在超高真空环境中使用金属熔剂和等离子体在基板上生长高质量薄膜材料的装置。
[0005]图13和图14是示出当前商业化和使用的分子束外延(MBE)薄膜生长装置的结构的视图。
[0006]如图13和14所示，一般的分子束外延(MBE)薄膜生长装置包括生长室1、负载锁定室2、制备室(未图示)、真空泵3、基板安装部4、基板传送部件5、基板7、闸阀8、分子束蒸发源9和加热器10。
[0007]在这样的分子束外延(MBE)薄膜生长装置中，将在空气中清洁的基板7放入负载锁定室2中，产生约10
‑6Torr至10
‑8Torr范围内的真空，然后打开负载锁定室2和生长室1之间的闸阀8，并且使用基板传送部件5将基板7从负载锁定室2传送到生长室1的基板安装部4。使用基板传送部件5将生长的薄膜基板7传送到负载锁定室2，关闭闸阀8，将1atm压力的气体注入负载锁定室2中，然后将基板7从负载锁定室中取出。通过重复执行该工艺，在基板7上生长薄膜。
[0008]通常，分子束外延(MBE)薄膜生长装置是一种频繁发生故障的装置。只有当分子束外延(MBE)薄膜生长装置的所有组件正常操作时，MBE薄膜生长装置才能执行薄膜的生长。
[0009]同时，参考图13，分子束外延(MBE)薄膜生长装置被安装成蒸发物质的分子束蒸发源9的表面和基板安装部4彼此面对。在这种情况下，基板安装部4具有沿基板表面方向的旋转功能。使用基板传送部件5从负载锁定室2传送基板7，并且负载锁定室2中位于与由分子束蒸发源9的表面和基板安装部4形成的线垂直的方向上。这里，基板7水平进入后，并以各种方式插入到基板传送部件5上。
[0010]具有这种结构的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，因基板7和基板支架(未图示)的重量、基板传送部件5的重量等因素会发生下沉，所以难以转移到准确的位置。因此，存在难以装载和卸载基板7的缺点，并且随着使用次数的增加，基板7的装载和卸载变得更加困难，
导致基板7经常掉落。有时，支撑掉落的基板7的基板支架阻挡分子束蒸发源9，需打开生长室1，给操作带来麻烦。
[0011]此外，参照图14，制造基板安装部4在两个方向上可旋转的分子束外延(MBE)薄膜生长装置。换言之，基板安装部4具有使基板7沿基板7的表面方向旋转的基板轴旋转。
[0012]即，当接收样品时，将基板安装部4向负载锁定室2的方向旋转以接收基板7，并且，当薄膜生长时，将安装有基板7的基板安装部4向分子束蒸发源9的方向旋转。
[0013]在具有这种结构的分子束外延(MBE)薄膜生长装置中，位于基板7下方的加热器10和热电偶线(未图示)需要同时转移。因此，当加热器10或热电偶线的绝缘部分被剥离时，在加热器10或热电耦线与生长室1之间发生短路，或者在加热器10和热电偶线之间出现短路，从而导致故障。此外，基板7的温度由于加热器10的短路而发生变化，从而引发薄膜的特性和再现性问题。因此，需要频繁清洁基板安装部4，导致工艺繁琐。
[0014]如上所述，分子束外延(MBE)薄膜生长装置的故障原因是各种各样的，但可以大致分为装置的结构因素、由于用户的疏忽造成的因素和可维护性因素。
[0015]例如，结构因素可以包括如下情况：当基板7在生长室1内被转移或附着/分离时，基板7掉落到生长室1内部并因此阻挡分子束蒸发源9，以及加热器10和温度测量误差而发生的基板安装部4发生故障的情况。
[0016]此外，由于用户的疏忽而导致的故障因素可能包括薄膜在视窗或反射高能电子衍射(RHEED)挡板打开的状态下生长的情况，视窗被薄膜覆盖，因此无法观察内部，薄膜被施加在RHEED或视窗中的荧光材料上的情况，并且因此RHEED干涉条纹是不可见的，其中分子束流出池9的坩埚(未图示)破裂，材料向下流动，因此分子束流出槽9损坏，以及由于使用高蒸气压材料而施加许多材料的情况，因此真空泵3和真空计(未图示)不正常工作。
[0017]此外，可维护性故障因素可包括由于长期使用而异物被捕获在闸阀8中而导致空气不被阻挡的情况、钛升华泵(未图示)的灯丝耗尽的情况、石英厚度监测器(未图示)的石英传感器被涂覆超过极限并因此需要更换的情况、，以及调节闸阀8的气动压力的电磁阀(未图示)或气动快门(未图示)损坏的情况。
[0018]当用户在使用分子束外延(MBE)薄膜生长装置中的技能提高时，可以解决由于用户的疏忽导致的上述故障因素，并且当生长室1打开时，考虑到分子束外延(MBE)薄膜生长装置的部件的寿命。
[0019]然而，通过提高用户的技能、更换部件或清洁装置，无法解决结构故障因素。
[0020]因此，需要开发一种分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中可能不会发生结构失效因素，并且其结构与根据现有技术的MBE薄膜生长装置的结构不同。
技术实现思路
[0021]本专利技术的目的在于提供一种分子束外延(MBE)薄膜生长装置，该薄膜生长装置能够将基板从负载锁定室转移到生长室或从负载锁定室转移到负载锁定室时，防止基板掉落，并减少用于加热基板的加热器或热电偶因短路引起的故障。
[0022]本专利技术要解决的技术课题不限于上述方面，本领域技术人员将从以下记载中清楚地理解未记载的其他技术课题。
[0023]本专利技术的目的在于提供一种分子束外延(MBE)薄膜生长装置，包括：
[0024]生长室，与真空泵连接，并且内部保持超高真空状态；
[0025]基板安装部，设置在所述生长室内部，并用于安装基板；
[0026]负载锁定室，设置在所述生长室的外部，并与所述生长室连通，并且安装在所述基板安装部上的用于生长薄膜的至少一个基板位于所述负载锁定室中；和
[0027]基板传送部件，其将基板从负载锁定室传送到生长室或从生长室传送到负载锁定室，
[0028]其中，所述负载锁定室被设置为面对所述基板安装部，并且被设置为与所述基板传送部件的基板传送路径为同一条直线上。
[0029]分子束外延(MBE)薄膜生长装置中，所述生长室还本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分子束外延(MBE)薄膜生长装置，包括：生长室，与真空泵连接，并且内部保持超高真空状态；基板安装部，设置在所述生长室内部，并用于安装基板；负载锁定室，设置在所述生长室的外部，并与所述生长室连通，且安装在所述基板安装部上的用于生长薄膜的至少一个基板位于所述负载锁定室中；和基板传送部件，其将基板从负载锁定室传送到生长室或从生长室传送到负载锁定室，其中，所述负载锁定室被设置为面对所述基板安装部，并且被设置为与所述基板传送部件的基板传送路径为同一条直线。2.根据权利要求1所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，所述生长室还包括蒸发源安装口，在所述蒸发源安装口上安装有至少一个分子束蒸发源，所述蒸发源安装口和所述负载锁定室在所述生长室的同一侧面形成，以及蒸发源安装口相对于基板传送部件的基板传送路径倾斜地设置。3.根据权利要求2所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，连接所述负载锁定室和所述生长室的连接通道通过闸阀打开或关闭，当薄膜在基板上开始生长时，连接通道被打开，基板通过由基板传送部件打开的连接通道从负载锁定室转移到生长室而被安装在基板安装部上，当薄膜在基板上生长过程中，在基板传送部件离开生长室的状态下，连接通道关闭，并且当薄膜在基板上生长结束后，连接通道再次打开，基板通过由基板传送部件打开的连接通道与基板安装部分离，并从生长室转移到负载锁定室。4.根据权利要求3所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，基板固定在基板支架上，所述基板支架设置有至少一个联接突起，使得所述基板支架联接到所述基板安装部和所述基板传送部件，以及基板传送部件和基板安装部形成有至少一个联接槽，该联接槽以对应于联接突起的形状设置，用于联接突起插入固定。5.根据权利要求4所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，基板传送部件上联接有易与所述基板支架联接的基板连接部，以及所述基板连接部形成有与所述基板支架的所述联接突起相对应的至少一个联接槽。6.根据权利要求4所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，当在基板上生长薄膜时，在所述基板支架的联接突起联接到所述基板连接部的联接槽的状态下，所述基板支架通过所述基板传送部件从所述负载锁定室转移到所述生长室，所述联接突起与所述基板连接部的联接槽分离，连接到所述基板安装部的联接槽，并位于所述生长室内部，以及当薄膜在基板上生长结束后，在基板支架的联接突起与基板安装部的联接槽分离，并再次联接到基板连接部的联接槽的状态下，基板支架通过基板传送部件从生长室转移到负载锁定室。7.根据权利要求4所述的分子束外延(MBE)薄膜生长装置，其中，所述联接槽形成有在
一侧弯曲的弯曲部，以防止...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴恩廷，赵性来，朴恩志，
申请(专利权)人：朴恩廷，
类型：发明
国别省市：
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