К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 129
Текст из файла (страница 129)
Радиальная компоновка оборудования для МЛЭ является более компактной, чем компоновка по первому и второму вариантам, так кюс обеспечивает значительное сокращение и упрощение устройств зшрузочнотраиспортной системы, облегчает полную автоматизацию операций по загрузке и транспортированшо подложек. Разработан ряд однокамерных и много- камерных установок и комплексов для МЛЗ: установки, предназначенные для научных исследований и отработки технологии молекулярно-лучевой эпнтаксии; магистрально-модульный комплекс; вакуумньгй робот для выполнения зшрузочно-траиспортньш операций в сверхвысоко- вакуумном оборудовании.
Для научных исследований и отработки технологии МЛЗ используются преимущественно однокамерные установки со шлюзовыми устройствами для загрузки и вьпрузки подложек. В рабочей камере такой установки скомпонованы технологические и аналитические устройства для выполнении операций очистки подложек, анализа поверхности подложек и готовых пленок, зпитаксиазьного выращивания структур. На базе отечественной однокамерной установки для молекулярно-лучевой эпитаксии 02ЭМ-40-001 разработана серийная исследовательско-технологическая установка "Штат" (УЭПМА-12,5-001), предназначенная для выращивания структур методом МЛЗ на основе соединений АШ - ВЧ АГУ - ВИ Анализ поверхности подложек и выра- шенных пленок в установке производится методом ЗОС с выводом получаемой информации иа экран дисплея. Исследование структуры поверхности обеспечшюется с помощью дифрактометра быстрых электронов (ДБЗ).
Установка оснащена кв акр уполз ным фильтром масо (КФМ), предназначенным для анализа спектра газового состава в объеме рабочей камеры. Предусмотрено использование ионной пушки и датчика для анализа исследуемой поверхности методом ВИМС. Конструктивно установка представляет собой вертикально расположенный цилиндр, в нижней части которого находится рабочая камера с блоком молекулярных источников (БМИ), ионной пушкой, энергоанализатором со встроенной электронной пушкой дзя З1;)С, кавдрупольиым фильтром масс (КФМ), пушкой (ДБЗ) и прецизионным манипулятором. Глава 3.4. СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 414 л и Рабочая камера соединена через шиберный затвор с камерой эатрузки.
На верхнем фланца рабочей камеры расположен сверхвысоковакуумный блок, сосплпций из четырех мапппоразрядных насосов НМДИ-0,25 и одного сублимационного насоса. Внутри зтозо блока может быль устаноютена телиевая криопанель. Для предварительной откачки используются три цеолитовых насоса и махниторазрядный насос НМДИ-0,25. С помощью этих средств откачки о бе сне чиваетоя предельное остаточное давление в рабочей камере не более 3.10 а Па, а в камере зырузки - не более 10 4 Па.
Блок молекулярных источников расположен вертикально и содержит восемь источников для формирования молекулярных потоков: Оа, Ач, А1. Прецизионный манипулятор имеет пать степеней подвижности, включая азимутальный поворот, используемый при исследовании структуры методом ДБЭ. Диаметр подложки до 40 мм, температура ее натрева 300 - 850'С.
Температура нагрева молекулярных источников 300 - 1250 'С. Точность реьулирования температуры +0,5 'С. Передача подложки из камеры звтрузки в Рабочую камеру и обратно осущестюшется с помощью матнитното манипулятора. В камере зырузки имеется устройсшо для обеэтаживания и хранения 1 — 2 подложек. Однокамерная исследовательско-технологическая установка "Цна-9" лля молекуляриолучевой зпитаксии на подложках диаметром до 76 мм предназначена для проведения научных исследований и производства лолутцюводниковых структур на основе соединений Ап1 — ВУ (рис. 3.4.16). Рве. 3.4.16.
Квмаалеввл алмааамчмай асслашвателмжа-тахлавагачмяей уеюваввл "Цва-9": 1 - вакуумная камера; 2 - тепвюогачесавй манялулвтор; 3- КФМ; 4- шабер; 5- ЗШУ; б — левелмоюлй ммлютулатер; 7- насос НВГМ-5-1; б- пуюкаДБЭ; 9- молний манометр; 10- БМИ; 11 - азотная криопалель Предварительный вакуум обеспечивается эа счет передвижиото ыретата вакуумной откачки (АВО) турбомслекулярным насосом ТМН-450.
Получение сверхвысоком вакуума осуществляется с помощью кольцевого комбинированното насоса НВГМ-5-1 (ионный насос + Тв' сублиматор) с быстротой откачки 5 мз/с, при этом доститается предельное остаточное давление в рабочей камере 10 а Па, в рабочей зоне (2 - З)10 з Па Затрузка и вьпрузка производятся кассетой (в которой размещается 10 подшлкек) с помощью затрузочно-шлюзовото устройства (ЗШУ). Давление в камере эатрузки 5 10 б Па создастся мыииторазрядным насосом НМД-0,16. В ЗШУ имеется ныревахель для лредварительното обезпокиванил подложек.
Перегрузка подложек на ЗШУ в камеру роста производится передающим манипулятором поштучно. Блок молекулярных источников (БМИ) расположен в камере роста по оси, которая наклонена к Горизонтали под унюм 20, что снжквет затрязнение молекулярных источников (МИ) пролукгамн испарения. В БМИ устанавливается восемь МИ в два ряда по четыре ппуки. Нырев МИ резистивный, температура 200 - 1400 С. Управление температурой МИ и подложки, а также работой заслонок автоматизировано. Плотносп молекулярных потоков измеряется ионным манометром.
Прецизионный манипулятор для перемещения н нвзрева подложки обеспечивает унтовую скорость ее азимупшьното вращения 5 - 60 мин Е Установка оснащена дифрактом стром быстрых электронов, квадрупольиым фильтром масс, ионным манометром (ИМ). з.аьэ. тшатологичвскив комплвксы Отечественный мыистрально-модульный комтшекс для МЛЭ (УЭ.ПМ-12,5-002) является базовым для создания различных модификаций систем МЛЭ в зависимости от технологическопь процесса и требуемой производительности. Компоновка магнат(илько-модульноьо комшюкса приведена на рис.
3.4.17. Рве. 3.4.17. Камвлюваа мапмчввлыв-маяульяага яамвваяаа ли МЛЭ( 1 - эатруэочно-трмммортнаа елстема; 2- кассеты ллв эвгруэвя л вьпрулси; 3- модуль очистки; а - модули роста; 5 - модуль маталлмэалил; б - певелаююяй малалуюп'ор ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ И МИКРООБЬЕМОВ ТЕЛА 415 Рве. ЗА.18. Квввввввва мвяувв раста аацввевса ват МЛЭ: 1- вакуумная камера; 3- пушка ДБЭС 3- КФМ; 4- цереааюшвй маивпуаатар; 3- вакуумный тсанвейер; 6- швбервый затвор; 7- вакуумный мвглвтауазряхвий васса; В- сублимационный нвааа; 9- клвввн; 10- крвавввевь; 11- экрви; 13- прецизионный мвввцуватар; 13- БМИ Комплекс состоит иэ технолопгтеских вакуумных модулей, зырузочно-транспортной системы, агрегатов вакуумной откачки и системы управления на основе микропроцессора.
Основные технические харыцеристики комплекса УЭ.ПМ-12,5-002 Оатыочное давление, Па: в технологических камерах не более 10 т в вакуумном канале конвейера ....................................... не более 10 4 Температура нырева, 'С: подложки ........................... 200 - 850 молекулярных источников 200 - 1250 Число одновременно зыружаемых подложек .................... 10 Диаметр подложки, мм ........... 76 Технологические азер хвысо ко вакуумные модули выполнены по единой ахене и различаются компоновкой вакуумных камер и составом устройств, входящих в них. На рис.
3.4.18 представлена компоновка модуля роста. Предусмотрена возможность использования ионизационного манометра и лаюрного атомного флуоресцентного спектрометра (ЛАФС) для контроля плотности молекулярных потоков. Вакуумная камера выполнена в юще цилиндра диаметром 400 мм. На верхнем фланце камеры установлен насос НВГМ-5. Нижний фяанец камеры предназначен лля присоединения блока с электронно-лучевым испарителем (ЭЛИ).
Внутри камеры расположена азотная криопанель. Фланец для БМИ расположен на цилиндрической поверхности камеры под упюм 27 ' к горизонтали. Прецизионный манипулвтор имеет шпъ степеней подвилностн; перемещение ло осям Х- т' - 10 мм, по оаи 2' - 20 мм, поворот вокруг оси 4, на 330, азимутальное вращение подложки а угловой скоростью 5 - 60 мии т. На прецизионном манипуляторе установлен держатель подлаики с устройством ее натрии. БМИ имеет шесп молекулярных источников, окруженных криопанелью, охлаждаемой водой и жидким азотом.
Каждый молекулярный источник лерекрываешя заслонкой, приводимой в дыскение шатовыми двигателями. Для перекрытия всех потоков одновременно предусмотрена общая заслонка а Ручным управлением. Объем молекулярного источника 40 амэ. В качестве КФМ используется серийно выпускаемый прибор 09ИОС-200-008, рассчитанный на измерение масс 2 — 200 а.е.м. Фи ДБЭ применяется пушка а диаметром электронного пучка 0,7 мм, сила тока не менее 10 9 А при ускоряющем напряжении 40 кВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
