【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子束外延，具体涉及一种用于分子束外延的源炉。
技术介绍
1、分子束外延(mbe)是半导体外延的一种重要方式，在科研领域发挥重要作用，主要应用在激光器lcd、各种高质量晶体薄膜制备等。mbe采用各种单质固体源，放入源炉中，mbe具有高真空度，在高真空环境下，源炉将mbe固体源以分子束流的方式射出，多种源分子束在晶圆表面沉积，形成具有各种结构和功能的晶体薄膜。
2、mbe对固体源的纯度要求很高，一般要求达到6n(纯度99.9999％)级别，甚至更高到7n(纯度99.99999％)、8n(纯度99.999999％)级别。常见的高纯度固体单质是4n级别，相对比较容易制备，成本相对较低，国内很多企业可以达到这个水平。mbe用的6n、7n的超高纯固体源是用4n级别的材料做源材料，通过各种方法提纯得到的。超高纯度的固体源可以提高mbe制备的晶体薄膜质量，能够生长出高质量的薄膜，对外延结果提升非常明显。
3、但是，超高纯度的固体源，也存在一些问题：第一，mbe对固体源的消耗很少，通常是多少克的级别，市场小，而超高纯度的固体源制备又很困难，代价高，导致很多厂家不愿投入，目前固体源大部分都是
4、从国外进口，而且捆绑式购买，价格昂贵，代价很大；第二，超高纯度的固体源保存比较困难，在外保存期限短，因超高纯度的物质，更容易受环境、包装、保存方式的影响，受到污染，从而降低纯度。
5、因此，如何提供一种能降低mbe源使用成本，同时能解决超高纯度固体源不易保存成为亟待解决的问题。
>技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种能降低mbe源使用成本，同时能解决超高纯度固体源不易保存问题的用于分子束外延的源炉，从而克服现有技术的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种用于分子束外延的源炉，包括：
3、mbe源提纯装置，用于对纯度为第一纯度的第一mbe源进行提纯，提纯为纯度为第二纯度的第二mbe源，所述第一纯度小于所述第二纯度，所述mbe源提纯装置具有用于将所述第二mbe源输出的mbe源出口；
4、离子减速腔，与所述mbe源提纯装置的所述mbe源出口相连通，用于对所述第二mbe源进行减速到热原子平均速度；
5、扩散腔，与所述离子减速腔相连通，用于将经所述离子减速腔减速后的所述第二mbe源扩散为均匀的圆锥体离子束；
6、离子束中和部分，用于使所述圆锥体离子束中和并沉积到导电衬底表面。
7、在一优选实施例中，所述mbe源提纯装置包括：
8、气态原子产生装置，用于使所述第一mbe源转化为气态原子或原子团簇；
9、电离腔，与所述气态原子产生装置相连通，用于将所述气态原子或原子团簇电离，电离成带电的离子；
10、离子准直加速腔，与所述电离腔相连通，用于用电磁场约束所述带电的离子的运动轨迹，使所述离子形成按设定方向射出的离子束，且对离子用电场加速到所设定的速度射出；
11、分离腔，与所述离子准直加速腔和所述离子减速腔均相连通，用于采用磁场使离子束中的杂质离子分离出，使提纯后的材料离子从分离腔输出。
12、在一优选实施例中，所述气态原子产生装置包括原子产生腔体和设置于所述原子产生腔体内的mbe源产生件，所述mbe源产生件用于使所述第一mbe源转化为气态原子或原子团簇。
13、在一优选实施例中，所述气态原子产生装置转换所述第一mbe源的方式包括电加热蒸发裂解、射频加热蒸发裂解、激光脉冲蒸发裂解、微波加热蒸发裂解和电喷雾中的任意一种方式。
14、在一优选实施例中，所述电离腔包括与气态原子产生装置相连通的电离腔体和设置于所述电离腔体内的电离电极，所述电离电极用于将所述气态原子或原子团簇电离，电离成带电的离子。
15、在一优选实施例中，所述电离腔电离的方式包括高压电子束轰击、电子回旋共振、电弧放电、高频放电、射频电离、微波电离、正离子轰击、原子束轰击、化学电离、激光光致电离和电喷雾电离中的任意一种。
16、在一优选实施例中，所述离子准直加速腔包括与电离腔相连通的加速腔体和设置于所述加速腔体内的加速电极和电磁透镜线圈，所述加速电极用于对离子用电场加速到所设定的速度，所述电磁透镜线圈用于用电磁场约束所述带电的离子的运动轨迹，使所述离子形成按设定方向射出的离子束。
17、在一优选实施例中，所述分离腔采用质谱仪技术原理，用电磁线圈形成稳定的所述磁场，使离子束中的杂质离子分离出。
18、在一优选实施例中，所述离子减速腔包括与分离腔相连通的减速腔体和设置于所述减速腔体两端的减速电极，两端的所述减速电极形成反向电场。
19、在一优选实施例中，所述扩散腔在垂直于材料离子运动方向的面上设置偏转线圈，用于使带电离子偏转扩散开来。
20、在一优选实施例中，所述离子束中和部分采用电子束射向离子束，使离子束中和，中和之后在导电衬底表面沉积；或离子束直接射到导电衬底表面沉积，在导电衬底表面接相反电极或接地中和导电衬底表面沉积的带电离子。
21、与现有技术相比较，本专利技术的有益效果至少在于：
22、1、本专利技术通过加设固体源提纯装置，使用高纯固体单质提纯出超高纯度的mbe源，实时制备，降低了mbe源的使用成本，提高了mbe外延材料的质量，同时也解决了超高纯度固体源不易保存的问题。
23、2、本专利技术加设的固体源提纯装置使用脉冲激光将mbe固体源气化，然后气态源被电离成离子态，离子态mbe源通过分离腔的磁场作用将杂质离子分离，从而得到超高纯度的mbe源，降低mbe源的使用成本。
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1.一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述源炉包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述MBE源提纯装置包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述气态原子产生装置包括原子产生腔体和设置于所述原子产生腔体内的MBE源产生件，所述MBE源产生件用于使所述第一MBE源转化为气态原子或原子团簇。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述气态原子产生装置转换所述第一MBE源的方式包括电加热蒸发裂解、射频加热蒸发裂解、激光脉冲蒸发裂解、微波加热蒸发裂解和电喷雾中的任意一种方式。
5.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述电离腔包括与气态原子产生装置相连通的电离腔体和设置于所述电离腔体内的电离电极，所述电离电极用于将所述气态原子或原子团簇电离，电离成带电的离子。
6.根据权利要求2或5所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述电离腔电离的方式包括高压电子束轰击、电子回旋共振、电弧放电、高频放电、射频电离、微波
7.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述离子准直加速腔包括与电离腔相连通的加速腔体和设置于所述加速腔体内的加速电极和电磁透镜线圈，所述加速电极用于对离子用电场加速到所设定的速度，所述电磁透镜线圈用于用电磁场约束所述带电的离子的运动轨迹，使所述离子形成按设定方向射出的离子束。
8.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述分离腔采用质谱仪技术原理，用电磁线圈形成稳定的所述磁场，使离子束中的杂质离子分离出；
9.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述扩散腔在垂直于材料离子运动方向的面上设置偏转线圈，用于使带电离子偏转扩散开来。
10.根据权利要求1所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述离子束中和部分采用电子束射向离子束，使离子束中和，中和之后在导电衬底表面沉积；或离子束直接射到导电衬底表面沉积，在导电衬底表面接相反电极或接地中和导电衬底表面沉积的带电离子。
...【技术特征摘要】
1.一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述源炉包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述mbe源提纯装置包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述气态原子产生装置包括原子产生腔体和设置于所述原子产生腔体内的mbe源产生件，所述mbe源产生件用于使所述第一mbe源转化为气态原子或原子团簇。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述气态原子产生装置转换所述第一mbe源的方式包括电加热蒸发裂解、射频加热蒸发裂解、激光脉冲蒸发裂解、微波加热蒸发裂解和电喷雾中的任意一种方式。
5.根据权利要求2所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述电离腔包括与气态原子产生装置相连通的电离腔体和设置于所述电离腔体内的电离电极，所述电离电极用于将所述气态原子或原子团簇电离，电离成带电的离子。
6.根据权利要求2或5所述的一种用于分子束外延的源炉，其特征在于，所述电离腔电离的方式包括高压电子束轰击、电子回旋共振、电弧放电、高频放电、射...
【专利技术属性】
技术研发人员：王庶民，翟勇鹏，薛聪，
申请(专利权)人：埃特曼苏州半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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