MBE外延系统案例

靶材的制备与安装是PLD工艺的第一步，需要格外仔细。靶材通常由高纯度的粉末经过压制和高温烧结制成，密度应尽可能高以保证沉积过程的稳定性。在将靶材安装到靶盘上时，需佩戴洁净的无粉手套，避免任何油污或灰尘污染靶面。将靶材牢固固定后，通过步进电机控制的旋转机构，确保每次激光脉冲都能打在靶材的一个新位置上，从而避免对同一位置过度烧蚀形成深坑，保证在整个沉积过程中等离子体羽辉的稳定性，进而获得厚度均匀的薄膜。

基板的预处理与装载同样至关重要。基板需要经过一系列严格的化学清洗流程，例如使用二甲基酮、乙醇和去离子水在超声清洗机中依次清洗，以去除有机污染物和颗粒。清洗后的基板需要用高纯氮气吹干，并尽快装入样品搬运室。在操作过程中，应使用匹配的基板夹具，避免用手直接接触基片的表面。装载时需确保基板与加热片接触良好，以保证热传导效率，使基板温度测量和控制更为准确。 基板加热前，需设定好温度，确保不超过 1200 摄氏度且温差 < 3%。MBE外延系统案例

本产品与 CVD 技术对比，薄膜特性方面，CVD技术制备的薄膜由于反应过程的复杂性，可能会引入一些杂质，且薄膜的微观结构和成分均匀性相对较难控制。本产品在超高真空环境下进行薄膜沉积，几乎不会引入杂质，且通过精确的分子束控制和原位监测反馈机制，能精确控制薄膜的微观结构和成分均匀性，制备出的薄膜具有更好的电学、光学和力学性能。设备成本也是一个重要考量因素，CVD设备通常较为复杂，需要配备复杂的气体供应和反应尾气处理系统，设备成本较高。本产品虽然也属于高精度设备，但在设计上注重性价比，通过优化结构和功能，降低了设备成本，同时其维护成本相对较低，对于科研机构和企业来说，在满足实验和生产需求的前提下，能有效降低成本投入，提高设备的使用效益。全自动外延系统排气系统系统真空泵组包含分子泵与离子泵以获得超高真空。

基板加热系统是控制薄膜结晶质量的主要部件之一。我们的系统采用耐高温氧化的铂金电阻加热片，可以直接对2英寸大小的基板进行辐射加热。其精密温控系统能够实现从室温到1200摄氏度的宽范围精确控制，并且在整个基板表面，温度均匀性误差小于3%。在沉积过程中，基板还可以通过电机驱动进行连续旋转，这一功能确保了从靶材飞来的等离子体羽辉能够均匀地覆盖在整个基板表面，从而获得厚度高度均匀的薄膜，这对于后续的器件制备和性能表征至关重要。

在规划实验室空间布局时，需充分考量设备的尺寸和操作流程，以保障操作的便利性和安全性。设备的主体部分，像工艺室、负载锁定室等，应安置在实验室的中心区域，方便操作人员进行各项操作和监控。由于工艺室尺寸为450毫米，且带有可更换的底部法兰，可连接10个端口DN63CF用于蒸发源，其占地面积较大，所以要预留足够空间，避免与其他设备产生干涉。样品准备区应紧邻设备的负载锁定室，便于样品的装载和传输。该区域可设置样品清洗台、干燥设备和样品架等，确保样品在进入设备前得到妥善处理。考虑到设备的基板支架尺寸范围从10×10毫米到4英寸，样品准备区要能容纳不同尺寸的样品，并提供相应的操作空间。开展异质结构生长研究，该系统参数准确控制满足实验需求。

靶材的制备方法和要求极为严格。纯度是关键，高纯度的靶材能减少杂质引入，保证薄膜质量。例如，在制备半导体薄膜时，靶材纯度需达到 99.999% 以上，以避免杂质对半导体器件性能产生负面影响。制备方法通常有熔炼法，将原材料按比例熔炼后制成靶材；粉末冶金法，把金属粉末混合压制烧结而成。对于一些特殊材料，还需采用化学合成法，如制备氧化物靶材时，通过化学沉淀、溶胶 - 凝胶等方法获得高纯度的前驱体，再经过烧结制成靶材 。在制备过程中，要严格控制温度、压力等条件，确保靶材的成分均匀性和密度一致性，以保证在沉积过程中能稳定地提供所需材料原子，实现高质量的薄膜生长。差动泵送系统维持工艺室在高污染源进入时的真空度。外延系统应用

开展 UHV 溅射相关实验，此超高真空薄膜沉积系统首要选择。MBE外延系统案例

沉积过程中的参数设置直接影响薄膜的质量和性能，需要根据实验目的和材料特性进行精确调整。温度是一个关键参数，基板温度可在很宽的范围内进行控制，从液氮温度（LN₂）达到1400°C。在生长半导体材料时，不同的材料和生长阶段对温度有不同的要求。例如，生长砷化镓（GaAs）薄膜时，适宜的基板温度通常在500-600°C之间，在此温度下，原子具有足够的能量在基板表面扩散和排列，有利于形成高质量的晶体结构。若温度过低，原子活性不足，可能导致薄膜结晶度差，出现缺陷；若温度过高，可能会使薄膜的应力增大，甚至出现开裂等问题。MBE外延系统案例

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