【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，特别是涉及一种用于分子束外延的衬底控制器及气体馈入方法。
技术介绍
1、气态源分子束外延(hybrid-mbe)被广泛应用于半导体单晶薄膜外延生长，例如gaas、inp mbe中，ash3、ph3气态源被用于as、p来源，gan mbe常用n2、nh3作为n源，氧化物材料mbe常用o2、o3等气态源作为o源。
2、随着半导体材料被广泛应用，气态源mbe的生产效率提升是该领域的迫切需求。现有的工业级mbe设备中，为了提高设备的产出，一般需要大尺寸的衬底托盘。用于研究的小尺寸mbe设备，包括衬底控制器(substrate manipulator)和气体注入装置，等比例放大后得到的大尺寸mbe设备，其实际的外延生长质量发生了下降，且外延生长的效率也没有得到明显的提升。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例为解决
技术介绍
中小尺寸mbe设备等比例放大得到的大尺寸mbe设备存在的问题而提供一种用于分子束外延的衬底控制器及气体馈入方法。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种用于分子束外延的衬底控制器，包括：
3、屏蔽罩，所述屏蔽罩的内侧具有用于容纳衬底的空腔；所述屏蔽罩的侧壁内具有夹层，所述夹层供气体流通；所述屏蔽罩的侧壁内侧设有若干朝向所述衬底的开口，若干的所述开口均与所述夹层连通；
4、气体注入管道，用于供应分子束外延所需的气态源，所述气体注入管道与所述夹层连通。
5、本申请实施例所提供的用于分子束外延的衬底控
6、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述夹层包括供气体流通的传输管道，所述传输管道一端与所述气体注入管道连通，另一端具有对应所述开口数量的支管，所述支管与对应的所述开口连接。该设置可以便于气体注入管道与传输管道在一个主路连通，再由各个支管分别连通各个开口，简化管道的结构，提升气体传输的效率。该方案结构下，由于所有的支管都是由主路统一提供气态源，所以不会出现个别开口不正常通气的情况，有利于提高气态源供应的稳定性。
7、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述屏蔽罩包括顶部以及环绕所述顶部的所述侧壁；所述屏蔽罩的顶部中心设有接口，所述传输管道一端穿过所述接口与所述气体注入管道连接。该可选方案中，接口设置在中心是为了使气体注入管道馈入传输管道的气体能够均匀、同步地到达各个不同的开口处，以便衬底接触四周的气态源时在各个方位都是均匀的，提升外延生长质量。
8、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述开口之间呈等距排布。该布置下，能够进一步提高衬底接触四周的气态源在各个方位的均匀性，提升外延生长质量。
9、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述屏蔽罩的形状为圆形或正多边形。该结构下，开口的布局能够便于对称设置，同时也能够更加方便容纳圆形的衬底。
10、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述气体注入管道上设有气体注入阀门。气体注入阀门便于控制气体注入管道的通断，以便紧急情况下切断气态源的供应。
11、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述气体注入管道与所述传输管道采用超高真空适配材料，以适应高真空的环境。
12、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述屏蔽罩的侧壁厚度为3d，其中夹层的厚度为d，夹层两层的壁厚均为d，d为常数，实际生产中以具体设备的规格需求可以进行相应的选择。该设置下保证夹层两侧的承受气压的能力是相同的，避免通入气体是气压过大导致夹层其中一侧超过了所能承受的气压的极限，造成设备故障或损坏。
13、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述夹层的内部还设有沿所述传输管道延伸方向布置的若干管道的限位支撑片，所述限位支撑片的中心具有与所述传输管道外壁轮廓相匹配的孔或圆弧，所述孔或圆弧用于对所述传输管道外壁进行支撑和限制活动，起到一个管道的限位和支撑功能。并且，夹层中均匀分布的所述限位支撑片还能起到一个支撑夹层的效果，由于夹层是一个中空结构，如果没有支撑片在内部进行支撑的话，受到外力作用很容易产生凹陷变形，因此所述限位支撑片相当于还起到了一个加强屏蔽罩内部强度的作用。
14、第二方面，本申请实施例提供了一种用于分子束外延的气体馈入方法，包括以下步骤：
15、在衬底控制器的屏蔽罩内设置夹层，并在所述屏蔽罩的内侧开设朝向衬底的开口；
16、向所述夹层中通入分子束外延所需的气态源，使所述气态源从所述开口处喷射到衬底上。
17、本申请实施例所提供的用于分子束外延的气体馈入方法，利用屏蔽罩的内部夹层以流通气体，并通过在屏蔽罩的侧壁内侧设置开口，使通入夹层的分子束外延所需的气态源能够在相对短(与现有技术中小尺寸mbe设备等比例放大得到的大尺寸mbe设备相比)的距离内接触到衬底，提升了大尺寸mbe设备外延生长效率和质量。
18、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，还包括步骤：向所述夹层中通入分子束外延所需的气态源时，实时调节通入的所述气态源的流量。当检测到气态源的流量过大时，可以减小允许通入的气态源的流量，而当检测到气态源的流量过小时，可以增大允许通入的气态源的流量，该步骤能够提供分子束外延生长合适的气态源的量，提高外延生长的质量。
19、本申请实施例所提供的用于分子束外延的衬底控制器及气体馈入方法，利用屏蔽罩的内部夹层以流通气体，并通过在屏蔽罩的侧壁内侧设置开口，使通入夹层的分子束外延所需的气态源能够在相对短(与现有技术中小尺寸mbe设备等比例放大得到的大尺寸mbe设备相比)的距离内接触到衬底，提升了大尺寸mbe设备外延生长效率和质量。
20、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述夹层(11)包括供气体流通的传输管道，所述传输管道一端与所述气体注入管道(2)连通，另一端具有对应所述开口(12)数量的支管，所述支管与对应的所述开口(12)连接。
3.根据权利要求2所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述屏蔽罩(1)包括顶部以及环绕所述顶部的所述侧壁；所述屏蔽罩(1)的顶部中心设有接口，所述传输管道一端穿过所述接口与所述气体注入管道(2)连接。
4.根据权利要求1所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述开口(12)之间呈等距排布。
5.根据权利要求4所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述屏蔽罩(1)的形状为圆形或正多边形。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述气体注入管道(2)上设有气体注入阀门(21)。
7.根据权利要求2-3任一项所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述气体注入管道
8.根据权利要求2-3任一项所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述夹层(11)的内部还设有沿所述传输管道延伸方向布置的若干管道的限位支撑片，所述限位支撑片的中心具有与所述传输管道外壁轮廓相匹配的孔或圆弧。
9.一种用于分子束外延的气体馈入方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的用于分子束外延的气体馈入方法，其特征在于，还包括步骤：向所述夹层(11)中通入分子束外延所需的气态源时，实时调节通入的所述气态源的流量。
...【技术特征摘要】
1.一种用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述夹层(11)包括供气体流通的传输管道，所述传输管道一端与所述气体注入管道(2)连通，另一端具有对应所述开口(12)数量的支管，所述支管与对应的所述开口(12)连接。
3.根据权利要求2所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述屏蔽罩(1)包括顶部以及环绕所述顶部的所述侧壁；所述屏蔽罩(1)的顶部中心设有接口，所述传输管道一端穿过所述接口与所述气体注入管道(2)连接。
4.根据权利要求1所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述开口(12)之间呈等距排布。
5.根据权利要求4所述的用于分子束外延的衬底控制器，其特征在于，所述屏蔽罩(1)的形状为圆形或正多边形。
...【专利技术属性】
技术研发人员：许翔，薛聪，倪健，
申请(专利权)人：埃特曼半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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