[实用新型]脉冲注入式金属有机化学气相沉积系统

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种金属有机化学气相沉积系统，尤其涉及一种脉冲注入式的金属有机化学气相沉积薄膜制备系统。

背景技术

利用低温下易分解和挥发的金属有机化合物(Metal Organism)作为物质源进行化学气相沉积的方法称为金属有机化学气相沉积(MOCVD)，金属有机化学气相沉积是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，它以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长原材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常金属有机化学气相沉积系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H₂的冷壁石英(或不锈钢)反应室中进行，反应室温度为500-1200℃，，H₂通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。金属有机化学气相沉积技术的特点是：(1)适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体；(2)非常适合于生长各种异质结构材料；(3)可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡；(4)生长易于控制；(5)可以生长纯度很高的材料；(6)外延层大面积均匀性良好；(7)可以进行大规模生产。

但是，现有金属有机化学气相沉积系统的结构是在石英玻璃管中放置基底，前驱体的用量和载气的控制不精确，并且无法控制反应前的前驱体的化学稳定性，不能很好地控制反应速率与薄膜的厚度。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种脉冲注入式金属有机化学气相沉积系统，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脉冲注入式金属有机化学气相沉积系统，能够更好的控制金属有机化学气相沉积反应前的前驱体的化学稳定性，并对前驱体的用量和载气准确控制，以实现对反应速率和薄膜厚度的准确控制。

本实用新型的目的是这样实现的，一种脉冲注入式金属有机化学气相沉积系统，该金属有机化学气相沉积系统包括有密封连通于真空泵的真空反应腔，真空反应腔内设有真空计和测温计；所述真空反应腔上端设有开口，构成样品放入端，该真空反应腔设有与高压气瓶导通的进气口；一气体馈入装置设置在真空反应腔外侧并通过一注入口与真空反应腔导通；所述气体馈入装置包括连通于注入口的蒸发器，蒸发器的进口端与微量液体馈入装置导通，该微量液体馈入装置连通于高压气瓶；该微量液体馈入装置由一盛放前驱体溶液的钢罐和电磁喷射阀构成，电磁喷射阀的喷口与蒸发器的进口端密封导通，钢罐连通于高压气瓶，所述电磁喷射阀与一控制装置电连接；所述真空反应腔内由其上端开口放入一中空样品台，该中空样品台底端封闭上端设有上盖，中空样品台内设有光加热器；中空样品台上端与真空反应腔上端开口密封连接；该中空样品台封闭端下侧设有基底。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述蒸发器的进口端与多个微量液体馈入装置导通。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述光加热器固定设置在上盖；所述光加热器由多个灯泡构成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上盖与一机械升降杆固定连接，该机械升降杆由电机通过传动装置驱动。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中空样品台的侧壁是由双层圆桶构成的夹层结构，该夹层空间上设有进水孔和出水孔，进水孔和出水孔之间连接有水泵构成水冷循环系统。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中空样品台封闭端下侧固定有一个镂空样品架，所述基底放置在镂空样品架上的镂空处；所述镂空孔的内缘设有凸缘，所述基底的边缘搭设在凸缘上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气体馈入装置及其相应的连接管道上覆设有柔性烘烤加热器；该柔性烘烤加热器由加热带构成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述光加热器功率为8000-9000W，最高加热温度为800℃；柔性烘烤加热器总功率为1000W，最高加热温度为300℃。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述测温计固定于真空反应腔封闭端，测温计的探针高度与基底一致。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述真空反应腔上端开口处设有第一法兰；该真空反应腔由第一法兰固定于一壳体上；中空样品台上端设有第二法兰，该第二法兰设于第一法兰顶部；所述第一法兰与第二法兰的结合面上设有密封圈。