Bug'langan materiallarning tozaligi 99,999999 ga yetishi kerak

Molekulyar-nur epitaksi (PPE) yoki molekulyar-radiatsiya epitaksi (mle) — Ultra yuqori vakuum sharoitida epitaksiyal o'sish. Monoatomik silliq heterogranitsami va ma'lum bir doping profiliga ega bo'lgan ma'lum bir qalinlikdagi heteroyekturalarni etishtirish imkonini beradi. Ipe qurilmalarida "in situ" filmlarining sifatini tekshirish mumkin(ya'ni o'sish vaqtida o'sish kamerasida). Epitaksiya jarayoni uchun atomik tekis yuzaga ega bo'lgan maxsus yaxshi tozalangan substratlar kerak. Usul molekulyar manba da bug'langan moddalarning Kristal substratga birikishiga asoslangan. Juda oddiy fikrga qaramasdan, ushbu texnologiyani amalga oshirish juda murakkab texnik echimlarni talab qiladi. Epitaksiyani o'rnatish uchun asosiy talablar quyidagilardir:
O'rnatish kamerasida Ultra yuqori vakuum (taxminan 10-8 Pa) saqlanishi kerak.

Bug'langan materiallarning tozaligi 99,999999 % ga yetishi kerak.

Modda oqimining zichligini sozlash qobiliyatiga ega bo'lgan refrakter moddalarni (masalan, metallar) bug'lanishi mumkin bo'lgan molekulyar manbaga ehtiyoj bor.

Epitaksiyaning o'ziga xos xususiyati filmning past o'sish tezligi (odatda soatiga 1000 nm dan kam). Vakuum kamerasi

Kamera yuqori toza zanglamaydigan qotishmadan yaratilgan. Palatasida vakuum ta'minlash uchun, ish oldin u yuqori harorat isitiladi. Bunday holda, sirt gazlanishi mavjud.
Zamonaviy qurilmalarda bir nechta Birlashgan transport tizimi bilan bog'langan kameralar mavjud:
Strukturaning o'sishi amalga oshiriladigan ish kamerasi.

Ish kamerasi va atmosfera o'rtasida shluzi vazifasini bajaradigan yuklash kamerasi.

Qurilmalar bilan tadqiqot kamerasi.

Nasoslar

Forvakuum nasos - (taxminan 0,5 Pa bosim gacha) o'rnatish gaz dastlabki nasos ishlab chiqaradi.
Absorbsion nasos-rivojlangan yuzaga ega bo'lgan materiallardan (masalan, zeolit kukuni) foydalanadi, bu esa kuchli sovutish (suyuq azot) bilan gazning bir qismini o'rnatishdan oladi.
Ushbu nasos bilan magnit nasos nasos nasosli Titanium elektrodlari mavjudligi tufayli amalga oshiriladi. Sputtered Titanium nasosning ishchi yuzasiga o'raladi va yuzaga kelgan gazni "qoplaydigan" filmni hosil qiladi. Ultra yuqori vakuumga erishish uchun ishlatiladi.
Manipulyator

Manipulyator (substrat ushlagichi) substratni mustahkamlash, uni aylantirish va isitish uchun ishlatiladi.

Manipulyatorga o'rnatilgan isitgich namunani axloqsizlikdan va oksidning himoya qatlamidan tozalash uchun oldindan isitishni ta'minlaydi. Ish paytida isitgich substratning doimiy haroratini saqlab turadi, unda adsorbsiyalangan atomlarning (adatomlar) er yuzasiga (diffuziya) ko'chishi sodir bo'ladi. Shunday qilib, o'z-o'zini yig'ish jarayoni, ya'ni atomik silliq monoslolarning shakllanishi ta'minlanadi. O'sish tezligi sirtdagi modda oqimi bilan belgilanadi. Kichik oqimlar bilan aniq heterogranitsami bilan juda silliq filmlar olinadi. Shu bilan birga, jarayonning davomiyligi tufayli sirtni ifloslanish ehtimoli oshadi, bu esa yakuniy tuzilishdagi nuqsonlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Katta oqim bilan monokristalli film o'smaydi, lekin polikristalli yoki amorf bo'ladi.
Molekulyar nurlarning nosimmetrikligi tufayli tuzilmalarning heterojenlik ta'sirini bartaraf etish uchun manipulyatorlar odatda aylanadi. Biroq, bu holatda, radial nosimmetriklik saqlanib qolmoqda, ammo molekulyar manbalarni substrat markaziga emas, balki qisman kamayishi mumkin.
Molekulyar manbalar

O'sish uchun zarur bo'lgan moddalarni bug'lantirish uchun molekulyar manbalar qo'llaniladi. Ular quyidagi elementlardan iborat:

Refrakter materiallardan tayyorlangan (sof bor nitridi yoki grafit). Molekulyar nurning shakli va bir xilligi yo'lbarsning shakliga bog'liq. Zamonaviy manbalarda Knudsen Effusion xujayralari ishlatiladi.

Isitgich(yo'lbars atrofida spiral). Isitish harorati 1900 K ga etadi.

Yo'lbarsning haroratini o'lchash uchun termokupl. Nurdagi modda oqimining zichligi haroratga bog'liq.

Qopqoq oldida qopqoq. Uning yordami bilan namunadagi aniq heterogranitslarni hosil qilish uchun to'plamni keskin o'chirib qo'yishingiz mumkin.

Qoplondagi bug'langan modda shamchiroq shaklida substratga tushadi. Ultra yuqori vakuum tufayli modda molekulalari gaz molekulalari bilan to'qnashuvni boshdan kechirmasdan (ya'ni molekulalarning erkin uzunligi manbadan substratgacha bo'lgan masofaga teng) deyarli tekis chiziqda tarqaladi.
Yuqori kimyoviy faollikka ega bo'lgan refrakter materiallar yoki moddalardan foydalanilganda avtomatik bug'lanish usuli qo'llaniladi. Elektron nur moddaga kiradi va kichik maydonni eritadi. Shunday qilib, moddaning o'zi bir yo'lbars. Zamonaviy elektron nurni nazorat qilish qurilmalari bir xil atom nurini olish yoki moddiy iste'mol samaradorligini oshirish uchun uning yo'nalishini, markazini, intensivligini va boshqa parametrlarini o'zgartirish imkonini beradi.
Manbalar soni va turi o'sish uchun ishlatiladigan moddalar bilan belgilanadi. Misol uchun, GaAs/AlGaAs tuzilmalarini yaratish uchun uchta manba kerak: Gallium, alyuminiy va arsenik. Odatda qurilmalarda bir nechta manbalarni (odatda oltita) o'rnatish uchun joy mavjud, bu esa manbalarni modda bilan to'ldirish uchun kamroq ochilish imkonini beradi.
Kriopaneli

Vakuumni yaxshilash va substratga tushmagan bug'langan moddalarning molekulalarini muzlatish uchun suyuq azot bilan to'ldirilgan kriopanellar manipulyator atrofida o'rnatiladi. Ular molekulyar manbalarni bir-biridan haroratda ajratish uchun ham ishlatiladi.

O'sish parametrlarini nazorat qilish tizimlari