【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空设备，尤其涉及一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统。
技术介绍
1、分子束外延作为一种能够进行单原子层精度单晶薄膜外延生长的技术，在微电子，光电子领域等微结构的制备方面有着重要应用，在三五族化合物的分子束外延中，如生长温度、生长速率、脱氧温度、v/iii比等等因素都将对外延产品的性能质量产生影响。
2、在传统的生长工艺中随着材料生长时间的增加，腔室内v族源束的生长消耗与源炉的增补，以及真空泵组的真空维持，如果v族源炉针阀值保持恒定，极有可能引起三者之间的动态失衡，且随着五族源炉束流的稳定，这些因素将势必引起材料生长过程中的v/iii比失衡，导致材料生长氛围偏大或偏小，从而影响材料的生长质量，此时则需要人为监控和调节生长气氛，而随着生长周期的增加人工监测与调节十分费事费力且存在误差与失误。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，包括材料生长腔室,所述材料生长腔室用于对外延材料的高质量生长；
2、超高真空测量组件，所述超高真空测量组件设置在材料生长腔室的顶部边缘位置，用于对材料生长腔室内的真空度进行实时检测；
3、旋转加热组件，所述旋转加热组件设置在材料生长腔室的顶部中心位置，用于对材料生长腔室进行均匀加热；
4、生长氛围监控组件，所述生长氛围监控组件用于对材料生长过程中v/iii比的精确设定以及动态稳定监控；
5、控制器，所述控制器
6、优选的，所述材料生长腔室的侧壁配备离子泵以及冷凝泵，且材料生长腔室中设置有多个iii族源炉和多个v族源炉，材料生长腔室在本实施例中配置为由离子泵和冷凝泵维持的超高真空反应炉。
7、优选的，各个所述iii族源炉及v族源炉上设置有源炉快门打开组件和源炉快门关闭组件，所述iii族源炉及v族源炉上均设置有源炉电机，且源炉电机用于控制源炉快门打开组件和源炉快门关闭组件。
8、优选的，所述超高真空测量组件采用热阴极电离规真空计，且热阴极电离真空计包括阴极灯丝、加速栅极以及离子收集级。
9、优选的，所述热阴极电离真空计的检测精度为0.01e2torr～0.01e-12torr。
10、优选的，所述旋转加热组件包括固定连接在材料生长腔室顶部的支撑外延衬底，且支撑外延衬底的底部转动连接有样品架。
11、优选的，所述生长氛围监控组件包括真空计信号输入端、生长氛围设定端以及分析调整端。
12、优选的，所述生长氛围设定端用于为生产者对材料生长氛围的设定指示符，且用于为所述分析调整端的调整判断提供指示。
13、优选的，所述真空计信号输入端用于将材料生长腔室的真空度信号实时的传输至所述生长氛围监控组件中，且与所述生长氛围设定端的生长氛围设定值进行比对分析，且经分析调整端对真空信号以及生长氛围设定值的分析处理。
14、优选的，所述真空计信号输入端用于将超高真空测量组件的监测信号传输至所述生长氛围监控组件中，且通过生长氛围监控组件中的信号处理程序进行处理分析。
15、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：
16、本专利技术的分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，能够高效精准的控制分子束外延中材料生长所需的氛围大小，而节省了人为的监控与调节，提高了材料生长条件的准确性、节省人力成本以及降低了人为失误率。
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1.一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述超高真空测量组件（2）竖直安装在所述材料生长腔室（1）的顶部边缘位置，所述真空计的信号输出端通过信号光纤将监测信号实时传输至生长氛围监控组件（4）。
3.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述控制器（6）对炉源控制电机（8）的调整动作包括对Ⅴ族炉源快门的开关，以及对Ⅴ族炉源阀位大小的调节。
4.根据权利要求3所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述生长氛围设定端包括预先设定的生长氛围值P2 ,所述分析调整端包括预先设置的信号处理程序，所述真空计在所述材料生长腔室（1）的真空监测信号P1通过真空计信号输入端输入，所述分析调整端对预先设定的生长氛围值P2与输入的真空检测信号值P1进行比对分析，以确定炉源控制电机（8）的调节大小值。
5.根据权利要求4所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述超真空
6.根据权利要求5所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述Ⅴ族炉源阀位调整信号值的计算公式为：，其中，调控误差△为单位针阀对应的真空变量，所述△为0.02E-7Torr。
7.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述系统还包括旋转加热组件，所述旋转加热组件包括设置在所述材料生长腔室（1）顶部中心位置的支撑外延衬底（12）和样品架（13），所述样品架（13）具有旋转加热功能，转动连接于所述支撑外延衬底（12）的底部，用于对所述材料生长腔室（1）的内部进行均匀加热。
8.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述热阴极电离真空计的检测精度为0.01E2Torr～0.01E-12Torr。
...【技术特征摘要】
1.一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述超高真空测量组件（2）竖直安装在所述材料生长腔室（1）的顶部边缘位置，所述真空计的信号输出端通过信号光纤将监测信号实时传输至生长氛围监控组件（4）。
3.根据权利要求1所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述控制器（6）对炉源控制电机（8）的调整动作包括对ⅴ族炉源快门的开关，以及对ⅴ族炉源阀位大小的调节。
4.根据权利要求3所述的一种分子束外延中自动控制材料生长氛围的系统，其特征在于：所述生长氛围设定端包括预先设定的生长氛围值p2 ,所述分析调整端包括预先设置的信号处理程序，所述真空计在所述材料生长腔室（1）的真空监测信号p1通过真空计信号输入端输入，所述分析调整端对预先设定的生长氛围值p2与输入的真空检测信号值p1进行比对分析，以确定炉源控制电机（8）的调节大小值。
5.根据权利要求4所述的一种分子...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫联国，路云峰，
申请(专利权)人：苏州信越半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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