[實用新型]脈沖注入式金屬有機化學氣相沉積系統

有效

• 申請號: 201320019409.9
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN203049089U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 趙昆;楊本潤;陳少華
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B25/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本實用新型是關于一種金屬有機化學氣相沉積系統，尤其涉及一種脈沖注入式的金屬有機化學氣相沉積薄膜制備系統。

背景技術

利用低溫下易分解和揮發的金屬有機化合物(Metal?Organism)作為物質源進行化學氣相沉積的方法稱為金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)，金屬有機化學氣相沉積是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術，它以III族、II族元素的有機化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長原材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種III-V族、II-VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常金屬有機化學氣相沉積系統中的晶體生長都是在常壓或低壓(10-100Torr)下通H₂的冷壁石英(或不銹鋼)反應室中進行，反應室溫度為500-1200℃，，H₂通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機物到生長區。金屬有機化學氣相沉積技術的特點是：(1)適用范圍廣泛，幾乎可以生長所有化合物及合金半導體；(2)非常適合于生長各種異質結構材料；(3)可以生長超薄外延層，并能獲得很陡的界面過渡；(4)生長易于控制；(5)可以生長純度很高的材料；(6)外延層大面積均勻性良好；(7)可以進行大規模生產。

但是，現有金屬有機化學氣相沉積系統的結構是在石英玻璃管中放置基底，前驅體的用量和載氣的控制不精確，并且無法控制反應前的前驅體的化學穩定性，不能很好地控制反應速率與薄膜的厚度。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種脈沖注入式金屬有機化學氣相沉積系統，以克服現有技術的缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種脈沖注入式金屬有機化學氣相沉積系統，能夠更好的控制金屬有機化學氣相沉積反應前的前驅體的化學穩定性，并對前驅體的用量和載氣準確控制，以實現對反應速率和薄膜厚度的準確控制。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種脈沖注入式金屬有機化學氣相沉積系統，該金屬有機化學氣相沉積系統包括有密封連通于真空泵的真空反應腔，真空反應腔內設有真空計和測溫計；所述真空反應腔上端設有開口，構成樣品放入端，該真空反應腔設有與高壓氣瓶導通的進氣口；一氣體饋入裝置設置在真空反應腔外側并通過一注入口與真空反應腔導通；所述氣體饋入裝置包括連通于注入口的蒸發器，蒸發器的進口端與微量液體饋入裝置導通，該微量液體饋入裝置連通于高壓氣瓶；該微量液體饋入裝置由一盛放前驅體溶液的鋼罐和電磁噴射閥構成，電磁噴射閥的噴口與蒸發器的進口端密封導通，鋼罐連通于高壓氣瓶，所述電磁噴射閥與一控制裝置電連接；所述真空反應腔內由其上端開口放入一中空樣品臺，該中空樣品臺底端封閉上端設有上蓋，中空樣品臺內設有光加熱器；中空樣品臺上端與真空反應腔上端開口密封連接；該中空樣品臺封閉端下側設有基底。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述蒸發器的進口端與多個微量液體饋入裝置導通。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述光加熱器固定設置在上蓋；所述光加熱器由多個燈泡構成。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述上蓋與一機械升降桿固定連接，該機械升降桿由電機通過傳動裝置驅動。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述中空樣品臺的側壁是由雙層圓桶構成的夾層結構，該夾層空間上設有進水孔和出水孔，進水孔和出水孔之間連接有水泵構成水冷循環系統。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述中空樣品臺封閉端下側固定有一個鏤空樣品架，所述基底放置在鏤空樣品架上的鏤空處；所述鏤空孔的內緣設有凸緣，所述基底的邊緣搭設在凸緣上。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述氣體饋入裝置及其相應的連接管道上覆設有柔性烘烤加熱器；該柔性烘烤加熱器由加熱帶構成。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述光加熱器功率為8000-9000W，最高加熱溫度為800℃；柔性烘烤加熱器總功率為1000W，最高加熱溫度為300℃。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述測溫計固定于真空反應腔封閉端，測溫計的探針高度與基底一致。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述真空反應腔上端開口處設有第一法蘭；該真空反應腔由第一法蘭固定于一殼體上；中空樣品臺上端設有第二法蘭，該第二法蘭設于第一法蘭頂部；所述第一法蘭與第二法蘭的結合面上設有密封圈。