[发明专利]一种新型双面生长分子束外延设备

说明书

本发明公开了一种新型双面生长分子束外延设备，包括炉体、支撑装置、喷射装置和取样装置；所述炉体上设有若干激光加热孔和气源通道，所述激光加热孔、气源通道分别与炉体内部连通，所述支撑装置位于炉体内的中部，用于支撑生长衬底，所述喷射装置设置在炉体内，且位于支撑装置的顶部和底部，所述取样装置用于放取生长衬底。本发明可实现生长衬底的双面生长，提高外延生长的效率。

技术领域：

本发明属于半导体外延材料制备技术领域，特别涉及一种新型双面生长分子束外延设备。

背景技术：

化合物半导体外延材料是光电子器件和多种重要电子器件的基础，获得这些外延材料的设备主要包括分子束外延(MBE)设备和金属有机物化学气相外延(MOCVD)设备。分子束外延设备能够实现化合物半导体材料的厚度、结构和成分的极其精确的控制，更容易形成有着陡峭界面的异质结构和量子结构，此外，分子束外延设备的生长温度低、外延材料本底浓度更低、对于环境更加安全，这些优势使分子束外延成为化合物半导体材料的重要生长技术。

分子束外延是在超高真空系统中把所需要的结晶源材料放入到喷射炉中，将喷射炉加热，使结晶源材料形成分子束，从炉中喷出后，沉积在温度保持在数百度的单晶基片(衬底片)上。

现有的分子束外延设备普遍采用衬底背面加热，源炉在衬底正面的方位从不同方向将各种源材料喷射到衬底表面的方案。随着光电子和电子器件的发展，有些器件需要在衬底的正反两面进行外延生长，目前还没有可以实现正反两面进行外延生长的分子束外延设备。按照传统的方法，只能先长完单面，取出外延片翻转后再长另外一单面，这种方法大大降低了外延生长的效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种新型双面生长分子束外延设备，从而克服上述现有技术中的缺陷。

实现上述目的，本发明提供了一种新型双面生长分子束外延设备，包括炉体、支撑装置、喷射装置和取样装置；所述炉体上设有若干激光加热孔和气源通道，所述激光加热孔、气源通道分别与炉体内部连通，所述支撑装置位于炉体内的中部，用于支撑生长衬底，所述喷射装置设置在炉体内，且位于支撑装置的顶部和底部，所述取样装置用于放取生长衬底。

进一步的，作为优选，所述支撑装置包括支撑板、旋转平台、驱动齿轮和连接杆，所述支撑板设置在炉体内的中部位置，旋转平台设置在支撑板上，旋转平台由复合轴承和设置在其上的旋转齿轮构成，其中复合轴承的中心设有开孔，开孔的周围设有支撑边缘，所述驱动齿轮与旋转齿轮啮合，所述连接杆与驱动齿轮连接，连接杆的另一端上还设有驱动电机，所述驱动电机位于炉体外壁处。

进一步的，作为优选，所述激光加热孔设有4个，4个加热孔两两以炉体中心对称分布。

进一步的，作为优选，所述喷射装置包括上喷射组件和下喷射组件，上喷射组件包括若干上喷射枪，上喷射枪位于支撑装置的上方，所述下喷射组件包括若干下喷射枪，下喷射枪位于支撑装置的下方。

进一步的，作为优选，所述上喷射枪、下喷射枪的外侧均设有遮挡机构，所述遮挡机构通过连杆机构与上喷射枪、下喷射枪连接。

进一步的，作为优选，所述取样装置包括取样杆和设置在取样杆端部的取样夹爪，所述炉体侧面设有取样仓门，取放样时，取样仓门打开，取样装置伸到炉体内。

进一步的，作为优选，所述取样夹爪为三角支架状结构，所述三角支架状结构的端部设有橡胶底座。

进一步的，作为优选，所述炉体上还设有电子枪和电子摄像机，所述电子枪和电子摄像机以旋转平台的中心对称设置。

与现有技术相比，本发明的一个方面具有如下有益效果：