一种冷屏控温装置及分子束外延设备制造方法及图纸

技术编号:41026673 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-18 22:11
本申请涉及一种冷屏控温装置及分子束外延设备,包括:进液管道,配置为给冷屏提供冷却用制冷液,进液管道与冷屏的待冷却腔连通;回液管道,与待冷却腔连通,配置为排出待冷却腔的制冷液;温度计,配置为监测回液管道内的温度;阀门,连接于进液管道,配置为开启或封闭进液管道;控制模块,与温度计和阀门电连接,配置为根据温度计监测到的温度控制阀门的开启或封闭,以控制进液管道流入待冷却腔的液体流量。本申请所提供的冷屏控温装置及分子束外延设备,基于回液温度监测进行液氮流量控制,实现冷屏温度变化速度的减缓,避免冷屏不可控的快速升温或降温带来不利影响。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及分子束外延,特别是涉及一种冷屏控温装置及分子束外延设备


技术介绍

1、分子束外延(molecularbeam epitaxytechnology,mbe)是在超高真空环境下,把构成晶体各组分和掺杂的原子或分子,以一定的热运动速度、按一定的成分比例从束源炉中喷射到衬底表面上进行外延生长来制备单晶薄膜的一种方法。冷屏是分子束外延设备的重要组成部分之一,冷屏一般采用液氮来冷却,工作温度在77k左右:一是用于吸附未参与外延生长的多余的原子或分子,提高腔内真空度;二是用于吸收来自束源炉加热器和样品架加热器的多余的热量辐射,减少腔内热负荷。

2、在一些使用场景中,液氮冷屏温度可控性是非常重要的。例如:在使用氨气(nh3)作为氮源进行氮化物分子束外延生长时,未参与反应的多余氨气会被冷屏吸附并凝结(冷屏温度77k,氨的凝固温度196k)。在经过一段时间生长后,冷屏表面将附着一定厚度的固态氨,影响冷屏的正常使用和生长环境。因此需要定期对冷屏进行“活化”处理(即升高冷屏温度,去除冷屏表面的固态氨)。

3、传统的标准液氮冷屏冷却设备,气液分离器中的液氮经过一道手动阀门进入冷屏,在回液口设置一个温度计,以监测液氮经过冷屏后的回液温度。此种设计冷屏活化过程中,可能损坏设备部件。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例为解决
技术介绍
中冷屏活化过程中产生的问题而提供一种冷屏控温装置及分子束外延设备。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种冷屏控温装置,包括:>

3、进液管道,配置为给冷屏提供冷却用制冷液,所述进液管道与所述冷屏的待冷却腔连通;

4、回液管道,与所述待冷却腔连通,配置为排出所述待冷却腔的制冷液;

5、温度计,配置为监测所述回液管道内的温度;

6、阀门,连接于所述进液管道,配置为开启或封闭所述进液管道;

7、控制模块,与所述温度计和阀门电连接,配置为根据所述温度计监测到的温度控制所述阀门的开启或封闭,以控制所述进液管道流入所述待冷却腔的液体流量。

8、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述冷屏控温装置还包括:

9、气液分离器,配置为去除液体中的气体,设置于进液管道远离所述冷屏的一端;所述回液管道远离所述冷屏的一端连接于所述气液分离器。

10、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,还包括流量计,所述流量计连接在所述进液管道上,以监测流入所述冷屏的液体流量;所述流量计与所述控制模块电连接。

11、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述温度计设置于所述回液管道内。

12、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述冷屏控温装置还包括第一加热组件;所述第一加热组件包括:

13、进气管路,配置为向所述冷屏提供加热后的气体;

14、加热器,配置为对所述进气管路加热;所述加热器与所述控制模块电连接;

15、进气阀,配置为控制所述进气管路的开启或封闭。

16、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述进气管路与所述进液管道靠近所述冷屏的一端连通。

17、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述进气阀与所述控制模块电连接,所述进气阀的开启或关闭能够由所述控制模块控制。

18、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述进气阀为调节阀、蝶阀或球阀,所述进气阀的开度能够由所述控制模块调节。

19、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述冷屏控温装置还包括第二加热组件,所述第二加热组件通过热辐射结构对所述冷屏加热;所述第二加热组件与所述控制模块电连接。

20、第二方面,本申请实施例提供了一种分子束外延设备,包括第一方面所述的冷屏控温装置。

21、本申请实施例所提供的冷屏控温装置及分子束外延设备,基于回液温度监测进行液氮流量控制,实现冷屏温度变化速度的减缓,避免冷屏不可控的快速升温或降温带来不利影响。

22、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种冷屏控温装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述冷屏控温装置还包括:

3.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,还包括流量计(4),所述流量计(4)连接在所述进液管道(1)上,以监测流入所述冷屏的液体流量;所述流量计(4)与所述控制模块(6)电连接。

4.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述温度计(3)设置于所述回液管道(2)内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述冷屏控温装置还包括第一加热组件(7);所述第一加热组件(7)包括:

6.根据权利要求5所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述进气管路(71)与所述进液管道(1)靠近所述冷屏的一端连通。

7.根据权利要求5所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述进气阀(73)与所述控制模块(6)电连接,所述进气阀(73)的开启或关闭能够由所述控制模块(6)控制。

8.根据权利要求7所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述进气阀(73)为调节阀、蝶阀或球阀,所述进气阀(73)的开度能够由所述控制模块(6)调节。

9.根据权利要求1-4任一项所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述冷屏控温装置还包括第二加热组件,所述第二加热组件通过热辐射结构对所述冷屏加热;所述第二加热组件与所述控制模块(6)电连接。

10.一种分子束外延设备,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的冷屏控温装置。

...

【技术特征摘要】

1.一种冷屏控温装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述冷屏控温装置还包括:

3.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,还包括流量计(4),所述流量计(4)连接在所述进液管道(1)上,以监测流入所述冷屏的液体流量;所述流量计(4)与所述控制模块(6)电连接。

4.根据权利要求1所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述温度计(3)设置于所述回液管道(2)内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述冷屏控温装置还包括第一加热组件(7);所述第一加热组件(7)包括:

6.根据权利要求5所述的冷屏控温装置,其特征在于,所述进气管路(71)与...

【专利技术属性】
技术研发人员:许翔薛聪倪健
申请(专利权)人:埃特曼厦门光电科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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