氣源分子束外延GSMBE、高真空化學(xué)氣相沉積HVCVD
金屬有機(jī)物分子束外延MOMBE、激光輔助沉積、化學(xué)束外延
融合了MBE和CVD優(yōu)點(diǎn)，適合生長III-V族半導(dǎo)體薄膜，可以用于Si, SixGe1-x, FeSi2薄膜沉積, 以及氧化物薄膜，包括但不限于LiTaO3, 超導(dǎo)氧化物, TiO2, Al2O3, 摻鉺Al2O3, Y2O3, CdO, HfO2, LiNbO3, MgO, ErSiO, ZnO, ZrO2等。
A – 高真空化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)由下列基本單元組成:
1. 熱漆外框架和擋板
2. 含液氮冷阱的溫控反應(yīng)腔體
3. 樣品臺和襯底加熱系統(tǒng)用于4’’或6’’晶圓.
4. 真空系統(tǒng)，包括閥和測量儀表
5. 全自動真空進(jìn)樣室（load-lock）
6. 專用擴(kuò)散源（數(shù)量可選、組合方式可選）
7. 控制面板（操作軟件）
8. 激光輔助沉積（可選）
1 熱漆外框架和擋板
· 工業(yè)外框架容納整套設(shè)備基本單元，4個(gè)角減震器能減小外部震動對設(shè)備操作影響和保證低磨損
· 一個(gè)擋板保護(hù)操作者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域（熱、電等），這個(gè)擋板保證設(shè)備在制造時(shí)符合2006/42標(biāo)準(zhǔn)
· 漆的顏色采用標(biāo)準(zhǔn)的RAL7035，用戶也可以選擇其他顏色。
2 液氮冷阱溫控反應(yīng)腔體
· 主要反應(yīng)沉積腔體采用溫控腔壁，因此可以保證獲得均勻且可控溫度和低熱量損失。為了獲得良好的設(shè)備清洗效果，在吹掃過程中限制了前驅(qū)體的凝結(jié)。
· 沉積過程中，采用一個(gè)圍繞襯底的圓柱形液氮冷阱來捕獲寄生分子(parasitic molecules)，它能夠確保高速率生長（TiO2和LiNbO3標(biāo)準(zhǔn)前驅(qū)體生長速率數(shù)μm/h，但前驅(qū)體種類不同生長速率不同）。為了保證沉積物化學(xué)成分中雜質(zhì)含量少，氣體到達(dá)襯底均勻性要好、無凝結(jié)水或副產(chǎn)品。
· 鉬支撐構(gòu)建能承受小于1500℃的高溫，允許晶圓在沉積腔體中定位，且兼容Load-Lock傳動手臂。
· 腔體安裝了標(biāo)準(zhǔn)法蘭用于排氣、氣壓測量、原位監(jiān)測設(shè)施等。根據(jù)需要，可以要求額外的法蘭。
3 加熱到700°C
· 一個(gè)功率2kW加熱器通過輻射加熱襯底，溫度700℃（對于硅，需要10W/cm2的功率才能達(dá)到這個(gè)溫度）。這個(gè)電阻石墨加熱器通過功率調(diào)節(jié)控制。
· 在加熱區(qū)域安裝一個(gè)熱電偶來讀出加熱區(qū)域的問題度。功率調(diào)節(jié)通過遠(yuǎn)程控制單元完成。
4 抽氣系統(tǒng)、閥門和測量儀表
· 抽氣系統(tǒng)由70 l/s的分子泵和10m3/h的主泵組成。
· 一個(gè)閥門將分子泵和反應(yīng)腔體隔離開，以便在吹掃系統(tǒng)時(shí)保護(hù)分子泵。當(dāng)沉積腔體中氣壓增加或者其他突發(fā)意外時(shí)，安全系統(tǒng)自動管理閥門來保護(hù)分子泵。一個(gè)“dual-gauge”測量腔體壓力，一個(gè)皮拉尼真空計(jì)測量分子泵和干泵之間的壓力。
5 全自動真空進(jìn)樣室
· 全自動樣品傳動系統(tǒng)允許加載和卸載直徑150mm以內(nèi)的襯底（平面，標(biāo)準(zhǔn)厚度）到沉積腔體。
· 一個(gè)初級泵為Load-Lock腔體提供真空環(huán)境，允許閥門打開而保持主沉積腔體真空度。
6 專用擴(kuò)散源（effusive sources）:
· 專用擴(kuò)散源放置在晶圓下方一個(gè)精確的距離，該擴(kuò)散源由一些獨(dú)立電路組成，分別用于各種物質(zhì)（3個(gè)獨(dú)立化學(xué)前驅(qū)體），使得前驅(qū)體可以均勻擴(kuò)散，且各種前驅(qū)體之間（或與激光束之間）在腔體中的氣相相互相互作用非常有限。
· 電路在不同溫度下（高達(dá)150℃）可以溫控，每個(gè)電路擁有獨(dú)立的壓力計(jì)（范圍10-3至1mbar，或根據(jù)用戶需求而定）。無過濾或保設(shè)施施應(yīng)對有毒、易爆或其他危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)，如果使用此類物質(zhì)，用戶需要自行負(fù)責(zé)安全問題。（擴(kuò)散源撞擊速率）在90%的襯底表面實(shí)現(xiàn)優(yōu)于+/-5%均勻性。
· 一個(gè)質(zhì)量流量控制器用于標(biāo)定測量
· 化學(xué)前驅(qū)體存儲在溫控（高達(dá)120℃）儲器中，并且通過一個(gè)真空電子閥門和標(biāo)準(zhǔn)手動閥門來與之前描述的擴(kuò)散源隔離開來。閥門的開啟通過遠(yuǎn)程控制單元實(shí)現(xiàn)。
· 生長過程中束輻照設(shè)施，包括:
- 一個(gè)透明光學(xué)窗口安裝在一個(gè)法蘭上（CF 或KF），用來在沉積過程中實(shí)現(xiàn)激光照射：因此，在生長薄膜過程中進(jìn)行薄膜性能圖案化變得可能。一個(gè)改進(jìn)低溫板用來避免在光學(xué)窗口上沉積。
- 在激光圖案化過程中應(yīng)當(dāng)避免試用襯底旋轉(zhuǎn)，但同時(shí)仍然能夠保持撞擊速率的均勻性。
- 光學(xué)窗口可以被等離子體源或電子-離子束裝置替換。
- 不含激光器和光學(xué)部件用于圖像投影，也不提供等離子體源、電子-離子束部件
7 控制面板:
· 工業(yè)電腦專門用于控制工藝流程，操作人員使用19英寸觸摸屏，PLC用于控制設(shè)備中的活動部件
· 可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行協(xié)助和問題處理；可以在自動或手動模式下使用設(shè)備
8 襯底旋轉(zhuǎn)組件
· 可選襯底旋轉(zhuǎn)用于改善厚度/流量均勻性，可以在襯底表面90%區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)于+/-2%厚度均勻性
9 （擴(kuò)散源）組合（方法）設(shè)施
· 每個(gè)擴(kuò)散源（effusive source）被分成中心對稱均勻分布的6個(gè)區(qū)域（擴(kuò)散源），每個(gè)區(qū)域可以通過遠(yuǎn)程控制來實(shí)現(xiàn)該區(qū)域獨(dú)立的打開和關(guān)閉。
· 如果所有區(qū)域打開，那么就獲得如圖曲線⑥所示的均勻分布沉積薄膜；如果其中一部分區(qū)域關(guān)閉，那么將獲得梯度沉積（圖中曲線①—⑤）。這樣的一種配置被稱作“可逆組合設(shè)施”，通過一次這樣的實(shí)驗(yàn)可以獲得薄膜厚度和化學(xué)成分梯度對這種材料性能影響的整個(gè)數(shù)據(jù)。這種梯度因子在6英寸范圍內(nèi)可以獲得150+/-15%至600%+/-50%。
10 激光器與光學(xué)組件
· 可以選擇所需激光器，例如CompexPro 205F激光器，型號 1115131
· 10x10 cm的均化器用于 248 nm 波長：Zoom +/-10%，均勻性 +/-5%，F(xiàn)ield approx 600 mm
· 適合248nm的掃描器用于10x10 cm2照射表面掃描
B 出廠驗(yàn)收測試
一周內(nèi)完成以下內(nèi)容：
· 主腔體：真空度 < 5.10-6 mbar；Load-Lock：真空度 < 5.10-2 mbar ；樣品傳送機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況測試；
· 襯底加熱情況測試 (T = 500°C +/- 5°C)；每個(gè)前驅(qū)體加熱情況測試 (T = 50°C +/- 0.25°C)；
· 擴(kuò)散源流量校準(zhǔn)測試，采用1-10sccm 氮?dú)猓灰旱溱鍦y試；
· 簡單材料（TiO2）測試設(shè)備鍍膜均勻性（+/-5%）；測試LiNbO3和LiTaO3材料在組合模式下沉積；
· 簽署FAT工廠測試報(bào)告；支付及發(fā)貨安排；
設(shè)備基本配置
· 主沉積腔體適合6’’襯底（或適合4’’襯底可選）
· 基本擴(kuò)散源前驅(qū)體、額外前驅(qū)體源（最多5個(gè)）
· 兼容激光輻照（預(yù)留窗口），不含襯底旋轉(zhuǎn) （擴(kuò)散源）組合方法設(shè)施
· 安裝、調(diào)試、培訓(xùn)及演示
· 襯底旋轉(zhuǎn)、激光設(shè)施、均化器、掃描儀（可選）
