[发明专利]一种分子束外延源料原位预处理方法

权利要求书

1.一种分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：采用坩埚可移动的分子束外延用束源炉进行，束源炉包括坩埚托架(5)、安装法兰(1)、设于安装法兰(1)上侧的热屏蔽筒(2)、设于安装法兰(1)下侧的闸阀(3)、设于闸阀(3)下侧的外筒(4)、以及用于带动坩埚托架(5)在热屏蔽筒(2)和外筒(4)之间移动的升降驱动机构(6)，所述热屏蔽筒(2)内设有加热器(21)，所述外筒(4)连接有真空泵，所述升降驱动机构(6)与所述外筒(4)密封连接；

分子束外延源料原位预处理方法包括步骤：

S1、坩埚托架(5)带动坩埚(8)下降至外筒(4)内，关闭闸阀(3)，外筒(4)充气至大气压后，卸下外筒(4)，取下坩埚(8)，将源料装入坩埚(8)，盖上坩埚盖(81)，将坩埚(8)放回至坩埚托架(5)上，将外筒(4)重新连接至闸阀(3)，外筒(4)抽气至合适真空度后，打开闸阀(3)，坩埚托架(5)带动坩埚(8)移动至工艺位置；

S2、加热器(21)对坩埚(8)下部进行加热，坩埚(8)呈上冷下热状态，坩埚(8)下方源料受热蒸发，逐渐在坩埚(8)上方冷却凝固形成料锭；

S3、加热器(21)对坩埚(8)上部进行加热，坩埚(8)呈上热下冷状态，坩埚(8)上方料锭重新蒸发，逐渐在坩埚(8)下方冷却凝固形成新的料锭；

S4、坩埚托架(5)带动坩埚(8)下降至外筒(4)内，关闭闸阀(3)，外筒(4)充气至大气压后，卸下外筒(4)，取下坩埚盖(81)，将外筒(4)重新连接至闸阀(3)，外筒(4)抽气至合适真空度后，打开闸阀(3)，坩埚托架(5)带动坩埚(8)移动至工艺位置。

2.根据权利要求1所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述热屏蔽筒(2)内壁设有水冷层(23)，所述水冷层(23)内侧设有热屏蔽层(24)，所述加热器(21)位于所述热屏蔽层(24)内侧。

3.根据权利要求2所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述安装法兰(1)侧壁上设有冷却水接口(11)和电馈通(12)，所述水冷层(23)通过所述冷却水接口(11)与冷却水源连通，所述加热器(21)通过所述电馈通(12)与电源连通。

4.根据权利要求2所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述安装法兰(1)与所述闸阀(3)之间还设有连接筒(7)，所述安装法兰(1)侧壁上设有冷却水接口(11)，所述连接筒(7)侧壁上设有电馈通(12)，所述水冷层(23)通过所述冷却水接口(11)与冷却水源连通，所述加热器(21)通过所述电馈通(12)与电源连通。

5.根据权利要求4所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述热屏蔽筒(2)内设有固定热电偶(22)，所述连接筒(7)侧壁上设有固定热电偶馈通(13)，所述固定热电偶(22)通过所述固定热电偶馈通(13)与温控仪表连通。

6.根据权利要求3所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述热屏蔽筒(2)内设有固定热电偶(22)，所述安装法兰(1)侧壁上设有固定热电偶馈通(13)，所述固定热电偶(22)通过所述固定热电偶馈通(13)与温控仪表连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述升降驱动机构(6)为磁力耦合驱动机构。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述坩埚托架(5)上设有移动热电偶(51)，所述移动热电偶(51)工作端与坩埚(8)接触，所述坩埚托架(5)上设有移动热电偶馈通(52)，所述移动热电偶(51)通过所述移动热电偶馈通(52)与温控仪表连通。

9.根据权利要求8所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述升降驱动机构(6)包括驱动导轨(61)和波纹管(62)，所述波纹管(62)上端与所述外筒(4)底部密封连接，所述波纹管(62)下端与坩埚托架(5)底部密封连接。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的分子束外延源料原位预处理方法，其特征在于：所述加热器(21)为上下双温区加热器，步骤S2中，上温区(211)关闭，下温区(212)开启对坩埚(8)下部进行加热，步骤S3中，下温区(212)关闭，上温区(211)开启对坩埚(8)上部进行加热；或所述加热器(21)为单温区加热器，步骤S1中，坩埚托架(5)带动坩埚(8)移动至坩埚(8)上部高于加热器(21)上端，加热器(21)对坩埚(8)下部进行加热，步骤S3中，坩埚托架(5)带动坩埚(8)移动至坩埚(8)下部低于加热器(21)下端，加热器(21)对坩埚(8)上部进行加热。