Устройство для молекулярно-лучевой эпитаксии

 

Использование: в технологии получения тонкопленочных многослойных покрытий. Устройство содержит вакуумную камеру, в которой размещены подложки и источник молекулярных пучков. Источник выполнен в виде кольцевой камеры с отверстиями на внутренней поверхности . Отверстия могут быть выполнены в виде кольцевой щели. Кольцевая камера может быть выполнена из отдельных независимых секторов. Для обеспечения непрерывности процесса источник молекулярных пучков соединен с питателем через трубку, снабженную компенсатором . Источник может быть соединен с питателем через тигель, снабженный нагревателем . 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Взамен ранее изданного

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОП ИСАН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4754266/26 (22) 27.10.89 (46) 15.06.93. Бюл. Рл 22 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро специальной электроники и аналитического приборостроения СО АН

СССР (72) В.В.Блинов (56) Автоматизированная многокамерная установка молекулярно-лучевой эпитаксии

"Катунь", проспект СО AH СССР, Новосибирск, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ (57) Испол ьзование: в технологии получения тонкопленочных многослойных покрытий.

Изобретение относится. к вакуумной технике и может быть использовано в технологии получения тонкопленочных многослойных покрытий.

Целью изобретения является повышение однородности и плотности молекулярных пучков и эффективности использования испаряемого материала. а также обеспечения непрерывности процесса.

На фиг.1 дан продольный разрез устройства; на фиг,2 — продольный разрез устройства с использованием тигля; на фиг.3— узел I на фиг.2; на фиг.4 — то же, вариант исполнения; на фиг.5 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.6 — узел II на фиг.2.

Устройство содержит вакуумную камеру

1 со стыковочными патрубками 2, к которым присоединены вакуумные клапайы 3. В вер„„5U 1700113 Al (я}з С 30 В 23/08

Устройство содержит вакуумную камеру, в которой размещены подложки и источник молекулярных пучков. Источник выполнен в виде кольцевой камеры с отверстиями на внутренней поверхности. Отверстия могут быть выполнены в виде кольцевой щели. Кольцевая камера может быть выполнена из отдельных независимых секторов. Для обеспечения непрерывности процесса источник молекулярных пучков соединен с питателем через трубку, снабженную компенсатором. Источник может быть соединен с питателем через тигель, снабженный нагревателем. 4 3.A. ф-лы, 6 ил. хней части камеры 1 установлен многосте-, пенной манипулятор 4, обеспечивающий в перехват подложки 5. подаваемои через чз клапан 3 на штыри о нагревателе 7 и прове- Оа дание технологических операции.о нижнеа:

| части камеры установлены на фланце 8: .стандартные источники молекулярных пуч- ков 9. Внутри камеры 1 расположены защит- ные охлаждаемые экраны, выполненные из двух частей неподвижной 10. размещенной на фланце 8, и подвижной 11. установлен- ной с возможностью перемещения и снаб- . женной приводом 12. Для подвода жидкого азота и отвода газообразного предусмотрены штуцеры 13 и 14, которые у подвижного экрана 11 снабжены упруго деформируемыми змеевиками 15. Источйик молекулярных пучков веществ выполнен в виде кольцевой

1700 13 камеры 16, на внутренней поверхности ко,торой выполнены отверстия 17, В варианте исполнения (фиг.4) отверстия 17 заменены кольцевой щелью 18. Для устранения конденсации веществ s камере 16, а также под- 5 держивания заданного давления паров, камера 16 снабжена электронагревателем

19, установленным на изоляторы 20 и 21, и экраном 22. Полость кольцевой камеры 16 соединена с питателем 23 веществ с по- 10 мощью трубки 24, снабженной компенсатором 25. На питающей магистрали камера 16 — питатель 23 установлен вентиль 26. Камера 16 может быть выполнена иэ отдельных независимых секторов. 15

В варианте исполнения (фиг.2) камера

13 соединена с питателем .23 через тигель

27, окруженный электронагревательной спиралью 28; закрепленной в изоляторах 29 и помещенный в корпус 30. Для кон роля 20 температуры испаряемого вещества предусмотрена термопара 31, Работа устройства может быть описана на примере использования варианта исполнения с тиглем (фиг.2), 25

При нагреве электрической спирали 28 происходит испарение вещества в тигле 27.

Пары, поступая через трубку 25 в кольцевую камеру 16, систему отверстий 17 или щель

18, формируют молекулярный пучок. ía- 30 правленный на подложку 5.

Для исключения конденсации вещества в кемере 16. что может привести к колебаниям давления паров и появлению неодно- ; родности молекулярного пучка во времени, "35 камеру 16 нагревают нагревателем 19.

Однородность молекулярного пучка обеспечивается оптимизацией геометрических размеров (расстояния до подложки, угла наклона длины и ширины кольцевой 40 щели или системы отверстий для формирования молекулярных пучков). Такая оптими зация позволяет получить молекулярный пучок с высокой степенью однородности (0,1-0,5$), интенсивности(10 -19 4 тор) беэ 45 кластеров и капель. 3m позволяет улучшить однородность пленок по диаметру подложек. Источник молекулярных пучков может устанавливаться на небольших расстояниях от подложек, что обеспечивает ограничение молекулярного пучка в пространстве и позволяет сократить расход испаряемого материала в 10-100 раз.

В случае использования заявляемых источников для формирования молекулярных пучков (например. с большой плотностью потока) можно проводить рост пленки без вращения подложки, что позволяет вести исследования in situ методами ДЕЗ и зллипсометрии и упростить конструкцию манипулятора, убрав привод вращения подложки.

Формула изобретения

1. Устройство для молекулярно-лучевой зпитаксии. "îäåðæàùåå вакуумную камеру. размещенный в ней напротив подложки источник молекулярных пучков, снабженный нагревателем, манипулятор для вращения и перемещения подложки и охлаждаемые экраны, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения однородности и плотности мо-. лекулярных пучков и эффективности использования испаряемого материала. источник выполнен в аиде кольцевой камеры с отверстиями на внутренней поверхности.

2. Устройство поп.1, о т л ич а ю щеес я тем, что отверстие на внутренньй поверхности кольцевой камеры выполнено в виде кольцевой щели, 3. Устройство no nn.1 и 2. о т л и ч а ющ е е с я тем, что кольцевая камера выполнена из отдельных независимых секторов, 4. Устройство no nn.1.2 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса, источник молекулярных пучков соединен с питателем через трубку, снабженную компенсатором, 5. Устройство по пп.1, 2 и 3, о т л и ч а ющ в е с я тем, что источник молекулярных пучков соединен с питателем через тигель, снабженный нагревателем.

1 г (1() 4 j

1700113

ФиаЗ

ФУРОРА

21

19

И поо з 70λ3

Составитель В.Захаров-Черенков

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор

Заказ 3435

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород ул Г агарин» )01