分子束外延设备的源炉及分子束外延设备制造技术

技术编号:41203021 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-07 22:28
本申请涉及一种分子束外延设备的源炉及分子束外延设备,包括:炉体,包括第一空腔,第一空腔的一端开设有第一开口;第一加热组件,设置于炉体的炉底;炉底为炉体中的远离第一开口的部分;坩埚,位于第一空腔内,包括埚体和盖体;埚体包括第二空腔,第二空腔远离炉底的一端开设有开口方向同第一开口的第二开口;盖体包括顶盖,顶盖和埚体的侧壁相接,且环绕埚体一周,并围成连通第二空腔的第三开口;第三加热组件,设置于顶盖。本申请的技术方案,能提高工件质量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体外延,特别是涉及一种分子束外延设备的源炉及分子束外延设备


技术介绍

1、分子束外延(molecular beam epitaxy,mbe)设备作为一种单晶薄膜生长设备,被广泛应用于产业界和科研界。经由分子束外延设备生产出的外延片拥有超高的成膜质量、精细的组分调控,在经过后期流片处理之后可以得到性能优异的器件。在分子束外延设备中,不同元素的单质在对应的源炉中被加热,从而形成对应的分子束流被喷射而出。分子束流在工件表面相遇,在合适的温度下即可形成单晶薄膜。

2、为实现高质量的分子束外延生长,蒸发装置显得尤其重要,它直接影响分子束流的稳定性、均匀性、材料的高纯度、表面平整性。在使用金属镓作为源料时,液态镓容易顺着坩埚内壁,往坩埚口爬行。为防止爬到坩埚口的镓滴滴回坩埚,进而喷溅到工件形成卵形缺陷,常规做法是将坩埚的口部和底部分开加热,提高口部温度,使液态镓回流坩埚。在混合分子束外延(hybrid molecular beam epitaxy,hmbe)的氨气环境中,坩埚的热解氮化硼(pyrolytic boron nitride,pbn)表面自由能降低,高温情况下液态镓沿坩埚内壁向上攀爬,极易爬出坩埚,从而造成源炉被腐蚀,进而造成电路短路等问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例为解决
技术介绍
中存在的至少一个问题,而提供一种分子束外延设备的源炉及分子束外延设备。

2、为达到上述目的,本申请的技术方案是这样实现的:

3、第一方面,本申请实施例提供一种分子束外延设备的源炉,包括:

4、炉体,包括第一空腔,所述第一空腔的一端开设有第一开口;

5、第一加热组件,设置于所述炉体的炉底,以提高所述第一空腔的温度;所述炉底为所述炉体中的远离所述第一开口的部分;

6、坩埚,位于所述第一空腔内,包括埚体和盖体;所述埚体包括第二空腔,所述第二空腔远离所述炉底的一端开设有开口方向同所述第一开口的第二开口;所述盖体包括顶盖,所述顶盖和所述埚体的侧壁相接,且环绕所述埚体一周,并围成连通所述第二空腔的第三开口;

7、第三加热组件,设置于所述顶盖,以提高所述顶盖的温度。

8、可选地,所述第三加热组件包括电热件和包覆所述电热件的保护件,所述保护件由不与分子束外延设备的工件产生背景掺杂的材料制成,所述保护件的导热系数大于50w/m·k。

9、可选地,所述电热件包括能通电的石墨电阻丝;所述石墨电阻丝为偶数条,相邻的所述石墨电阻丝的电流方向相反。

10、可选地,所述保护件包括包覆在所述电热件上表面的第一保护层和包覆在所述电热件下表面的第二保护层。

11、可选地,所述保护件的材料包括热解氮化硼pbn。

12、可选地,所述埚体和所述盖体为一体成形,所述第二开口处的侧壁和所述盖体的相接处密封设置。

13、可选地,所述盖体还包括:

14、侧盖,一端连接于所述顶盖,另一端向所述第二空腔内部延伸,以阻止所述第二空腔内的液体沿所述顶盖内壁向外流出;所述侧盖围成两端开口的第三空腔,所述第三空腔的一端为所述第三开口,相对另一端连通所述第二空腔。

15、可选地,所述第三空腔的形状为倒置的圆台体。

16、可选地,所述源炉还包括:

17、第二加热组件,设置于所述炉体的炉侧壁且位于所述炉侧壁的靠近所述第一开口的一端,以提高所述炉侧壁靠近所述第一开口的一端的温度;所述炉侧壁为所述炉体中与所述炉底连接且延伸至所述第一开口的部分。

18、第二方面,本申请实施例提供一种分子束外延设备,包括上面所述的任意一种分子束外延设备的源炉。上述分子束外延设备的源炉及分子束外延设备,包括:炉体,包括第一空腔,所述第一空腔的一端开设有第一开口;第一加热组件,设置于所述炉体的炉底,以提高所述第一空腔的温度;所述炉底为所述炉体中的远离所述第一开口的部分;坩埚,位于所述第一空腔内,包括埚体和盖体;所述埚体包括第二空腔,所述第二空腔远离所述炉底的一端开设有开口方向同所述第一开口的第二开口;所述盖体包括顶盖,所述顶盖和所述埚体的侧壁相接,且环绕所述埚体一周,并围成连通所述第二空腔的第三开口;第三加热组件,设置于所述顶盖,以提高所述顶盖的温度。可见,本申请实施例的分子束外延设备的源炉及分子束外延设备,在源炉的坩埚中设置盖体,能阻止液态源沿坩埚内壁向上攀爬,进而爬出坩埚,减少源炉的腐蚀,并且通过在盖体设置第三加热组件,无需增加源炉的温度,也能提高盖体温度,减少液态源受冷滴落,产生异常喷溅,提高工件质量。

19、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】

1.一种分子束外延设备的源炉,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述第三加热组件包括电热件和包覆所述电热件的保护件,所述保护件由不与分子束外延设备的工件产生背景掺杂的材料制成,所述保护件的导热系数大于50w/m·k。

3.根据权利要求2所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述电热件包括能通电的石墨电阻丝;所述石墨电阻丝为偶数条,相邻的所述石墨电阻丝的电流方向相反。

4.根据权利要求2所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述保护件包括包覆在所述电热件上表面的第一保护层和包覆在所述电热件下表面的第二保护层。

5.根据权利要求2所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述保护件的材料包括热解氮化硼PBN。

6.根据权利要求1-5任一项所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述埚体和所述盖体为一体成形,所述第二开口处的侧壁和所述盖体的相接处密封设置。

7.根据权利要求1-5任一项所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述盖体还包括:

8.根据权利要求7所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述第三空腔的形状为倒置的圆台体。

9.根据权利要求1-5任一项所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述源炉还包括:

10.一种分子束外延设备,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的分子束外延设备的源炉。

...

【技术特征摘要】

1.一种分子束外延设备的源炉,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述第三加热组件包括电热件和包覆所述电热件的保护件,所述保护件由不与分子束外延设备的工件产生背景掺杂的材料制成,所述保护件的导热系数大于50w/m·k。

3.根据权利要求2所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述电热件包括能通电的石墨电阻丝;所述石墨电阻丝为偶数条,相邻的所述石墨电阻丝的电流方向相反。

4.根据权利要求2所述的分子束外延设备的源炉,其特征在于,所述保护件包括包覆在所述电热件上表面的第一保护层和包覆在所述电热件下表面的第二保护层。

5.根据权利要求2所述的分...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭长四周均铭倪健
申请(专利权)人:埃特曼厦门光电科技有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1