紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備

PLD-MBE與傳統(tǒng)熱蒸發(fā)MBE的對(duì)比。傳統(tǒng)MBE依賴于將固體源材料在克努森池中加熱至蒸發(fā)，其蒸發(fā)速率相對(duì)較低且穩(wěn)定，非常適合III-V族（如GaAs）和II-VI族（如ZnSe）半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)。然而，對(duì)于高熔點(diǎn)金屬氧化物（如釕酸鹽、銥酸鹽），熱蒸發(fā)非常困難。PLD-MBE則利用高能激光輕松燒蝕任何高熔點(diǎn)靶材，突破了源材料的限制，將MBE技術(shù)的應(yīng)用范圍極大地?cái)U(kuò)展至復(fù)雜的氧化物家族，實(shí)現(xiàn)了“全氧化物分子束外延”。

與金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）的對(duì)比。MOCVD是大規(guī)模生產(chǎn)III-V族半導(dǎo)體光電器件（如LED、激光器）的主流技術(shù)，具有出色的均勻性和大規(guī)模生產(chǎn)能力。然而，MOCVD通常涉及高毒性和高反應(yīng)活性的金屬有機(jī)前驅(qū)體，設(shè)備與運(yùn)營(yíng)成本高昂，且存在碳污染風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室階段的新材料探索和機(jī)理研究，PLD和MBE系統(tǒng)提供了更潔凈、更靈活、成本更低的平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的真空度和更精確的原位監(jiān)測(cè)，非常適合進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)探索和原型驗(yàn)證。 雙冷卻罩設(shè)計(jì)有效控制工藝過(guò)程中熱負(fù)載。紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備

設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有著嚴(yán)格要求。溫度方面，適宜的溫度范圍通常為20-25°C，這是因?yàn)樵O(shè)備的許多部件，如加熱元件、傳感器等，在該溫度范圍內(nèi)能保持較好的性能。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致設(shè)備元件過(guò)熱損壞，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命；溫度過(guò)低則可能使某些材料的物理性能發(fā)生變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。濕度應(yīng)控制在40%-60%的范圍內(nèi)。濕度過(guò)高可能會(huì)使設(shè)備內(nèi)部的金屬部件生銹腐蝕，影響設(shè)備的機(jī)械性能和電氣性能；濕度過(guò)低則可能產(chǎn)生靜電，對(duì)設(shè)備的電子元件造成損害。潔凈度要求達(dá)到萬(wàn)級(jí)或更高，這是為了防止灰塵、顆粒等雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備，影響薄膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。微小的雜質(zhì)顆粒可能會(huì)在薄膜中形成缺陷，降低薄膜的電學(xué)、光學(xué)等性能。紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備與MBE技術(shù)相比，PLD更適合多元素材料沉積。

對(duì)于追求更高通量和更復(fù)雜工藝的研究團(tuán)隊(duì)，多腔室分子束外延（MBE）系統(tǒng)提供了高品質(zhì)平臺(tái)。該系統(tǒng)將樣品制備、分析、生長(zhǎng)等多個(gè)功能腔室通過(guò)超高真空傳送通道連接起來(lái)。樣品可以在完全不破壞真空的條件下，在不同腔室之間安全、快速地傳遞。這意味著，研究人員可以在一個(gè)腔室中對(duì)基板進(jìn)行清潔和退火處理，然后傳送到生長(zhǎng)腔室進(jìn)行原子級(jí)精密的MBE或PLD生長(zhǎng)，之后再傳送到分析腔室進(jìn)行X射線光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）等原位表面分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料從制備到表征的全程超凈環(huán)境控制，避免了大氣污染對(duì)界面和表面科學(xué)研究的致命影響。

與本產(chǎn)品配套使用的真空泵可選擇螺桿式真空泵，其具有高真空度的特點(diǎn)，極限真空度能滿足設(shè)備對(duì)基本壓力從5×10?1?至5×10?11mbar的要求，且采用干式運(yùn)行方式，不會(huì)產(chǎn)生油污染，不會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)的高真空環(huán)境造成影響，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和薄膜的高質(zhì)量生長(zhǎng)。氣體源可選用高精度的質(zhì)量流量控制器，它能精確控制氣體的流量，滿足設(shè)備在薄膜沉積過(guò)程中對(duì)不同氣體流量的需求。例如，在生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料時(shí)，需要精確控制各種氣體的比例，以保證薄膜的成分和性能符合要求。系統(tǒng)配備多達(dá)10個(gè)蒸發(fā)源端口，滿足多樣沉積需求。

在啟動(dòng)設(shè)備前，需要進(jìn)行一系列嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的檢查工作，以確保設(shè)備能夠正常運(yùn)行并保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。首先是真空系統(tǒng)的檢查，要確認(rèn)真空泵油位是否在正?？潭确秶鷥?nèi)，這直接關(guān)系到真空泵的抽吸能力，若油位過(guò)低可能導(dǎo)致真空泵無(wú)法正常工作，影響真空環(huán)境的建立。查看真空管道是否連接緊密，有無(wú)松動(dòng)或破損跡象，防止空氣泄漏影響真空度。檢查真空計(jì)是否正常顯示，它是監(jiān)測(cè)真空度的關(guān)鍵儀表，若顯示異常將無(wú)法準(zhǔn)確判斷真空環(huán)境狀態(tài)。

接著檢查氣源，確保氣體鋼瓶的閥門關(guān)閉嚴(yán)密，防止氣體泄漏造成安全隱患。查看氣體管道是否有彎折、堵塞情況，保證氣體輸送順暢。還要確認(rèn)氣體流量計(jì)的準(zhǔn)確性，以便精確控制氣體流量。電源檢查也不容忽視，檢查設(shè)備的電源線連接是否牢固，有無(wú)破損或短路現(xiàn)象。查看電源開(kāi)關(guān)是否正常，各電氣部件的指示燈是否亮起，判斷設(shè)備的供電是否正常。

激光照射靶材時(shí)，開(kāi)啟靶自動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能，提升成膜均勻性。紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃時(shí)，需為該系統(tǒng)預(yù)留足夠空間，方便設(shè)備維護(hù)操作。紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備

工藝參數(shù)的優(yōu)化對(duì)于根據(jù)不同材料和應(yīng)用需求提高實(shí)驗(yàn)效果至關(guān)重要。在生長(zhǎng)速率方面，不同材料有著不同的適宜生長(zhǎng)速率范圍。以生長(zhǎng)III/V族半導(dǎo)體材料為例，生長(zhǎng)砷化鎵（GaAs）薄膜時(shí)，生長(zhǎng)速率一般控制在0.1-1μm/h之間。若生長(zhǎng)速率過(guò)快，原子來(lái)不及在基板表面有序排列，會(huì)導(dǎo)致薄膜結(jié)晶質(zhì)量下降，出現(xiàn)較多缺陷，影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能；若生長(zhǎng)速率過(guò)慢，則會(huì)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)周期，降低生產(chǎn)效率。

為了找到比較好的工藝參數(shù)組合，通常需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)探索?？梢圆捎谜粚?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法，系統(tǒng)地改變溫度、壓力、生長(zhǎng)速率等參數(shù)，通過(guò)對(duì)制備出的薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)、成分和性能分析，如利用 X 射線衍射（XRD）分析薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察薄膜的表面形貌，從而確定較適合特定材料和應(yīng)用需求的工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的薄膜生長(zhǎng)和良好的實(shí)驗(yàn)效果。 紅外激光器外延系統(tǒng)設(shè)備

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