超高真空激光外延系統(tǒng)

一、 系統(tǒng)的主要組成及技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)由真空腔室（外延室、進(jìn)樣室）、樣品傳遞機(jī)構(gòu)、樣品架、旋轉(zhuǎn)靶臺、真空排氣、真空測量、電器控制、配氣、計算機(jī)控制等各部分組成。

1、 ★★外延室：

極限真空優(yōu)于：5.0x10^-8Pa

真空漏率小于2.0x10^-8Pa.l/S

1.1、 ★真空室組件：1套

       真空室采用球形結(jié)構(gòu)，尺寸：Ф450mm；選用0Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制

造，氬弧焊接，表面噴玻璃丸及電化學(xué)拋光處理，全部接口采用金屬墊圈密

封，腔體上各種法蘭接口如下：

1.1.1 、CF250接口法蘭1個（接升華泵）；

1.1.2 、CF200接口法蘭1個（接靶組件）；

1.1.3 、CF150接口法蘭4個（接樣品臺組件、分子泵、離子泵、活開門

  組）；

1.1.4 、CF100接口法蘭7個（接2個激光入射窗口、高能電子衍射電子

 、熒光屏  口、進(jìn)樣室口、2個光譜口）；

1.1.5 、CF50接口法蘭5個（2個觀察窗口、1個紅外測溫窗口、2個備用）；

1.1.6 、CF35接口法蘭5個（接規(guī)管、放電電極、2個備用）；

1.1.7 、CF16接口法蘭6個（低真空規(guī)管、放電電極、進(jìn)氣管路、充氣閥、 照明、備用；

1.2 、★旋轉(zhuǎn)靶臺組件：1套

1.2.1、CF200密封法蘭，靶與樣品之間距離可調(diào)30～90mm（腔外調(diào)節(jié)）；

1.2.2、靶組件為垂直結(jié)構(gòu)，靶材尺寸Φ70mm, 每次可以裝四塊靶材；提供可安裝直徑分別為Φ25mm、Φ30mm、Φ50mm、Φ70mm靶材的靶材架各四套。

1.2.3、每塊靶材可實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)，磁力耦合傳動，轉(zhuǎn)速5～60轉(zhuǎn)/分，連續(xù)可調(diào)，電機(jī)驅(qū)動；

1.2.4、公轉(zhuǎn)換靶采用波紋管轉(zhuǎn)軸驅(qū)動，由電機(jī)控制；

1.2.5、靶的定位與靶距調(diào)節(jié)均采用光電開關(guān)定位，靶組件的中心位置定在前方靶面與基片的距離為60mm的位置，為了保證靶定位精度，采用細(xì)分驅(qū)動器控制電機(jī)；

1.3、 ★基片加熱臺組件：1套

1.3.1、 基片尺寸：提供安裝1*1cm方形基片的基片架六套；Φ25和Φ51圓形基片的基片架各兩套。

1.3.2、★★采用材料作加熱器；基片加熱溫度 800°C±1°C，由熱電偶閉環(huán)反饋控制；基片溫度誤差小于±1°C；基片溫度從中心到邊沿的偏差小于±1°C。

1.3.3、 基片臺可以作前后手動移動，采用波紋管密封結(jié)構(gòu)，基片以RHEED的位置為準(zhǔn)可拉出30mm，縮進(jìn)20mm；

1.3.4、 基片可連續(xù)回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速5～60轉(zhuǎn)/分，電機(jī)驅(qū)動；

1.3.5 、樣品擋板組件；

1.4、★窗口及法蘭盲板組件

1.4.1 、供準(zhǔn)分子激光入射用的石英玻璃窗口（選用JGS1-1型石英玻璃）：6個

1.4.2 、觀察用玻璃窗CF50：2個

1.4.3 、紅外測溫窗CF50：1個

1.4.4 、CF35盲法蘭：1個

1.4.5 、CF50盲法蘭：2個

1.5、 ★活開門組件：1套

1.5.1、 上焊接Ф50mm 通導(dǎo)窗口；

1.5.2、 采用膠圈，金屬兩用密封結(jié)構(gòu)；

1.6、 ★工作氣路組件：3條

1.6.1、質(zhì)量流量控制器、DG16角閥、管路、接頭等：2路

       質(zhì)量流量計范圍：1--100SCCM（廠家：北京匯博隆）。

1.6.2、CF16角閥、管路、接頭 ：1路

1.7、★工作真空獲得:機(jī)械泵+分子泵+離子泵+升華泵

1.7.1、抽速：8升/秒，2XZ-8直連機(jī)械泵:1臺

1.7.2、抽速：620升/秒，分子泵及控制電源:1臺

1.7.3、抽速：400升/秒，濺射離子泵及控制電源:1臺

1.7.4、鈦鉬絲升華泵及控制電源:1臺

1.7.5、CC-150-B閘板閥：2臺

分別用于分子泵與外延室隔離，離子泵與真空室隔離。

1.7.6、CC-100-B閘板閥：1臺

進(jìn)樣室與外延室隔離。

1.7.7、分子泵與機(jī)械泵軟聯(lián)接金屬軟管：1套

1.7.8、電磁隔斷放氣閥：DN40：1臺

1.8、★★真空測量

1.8.1、DL-7型超高真空測量規(guī)、計：1套

       測量范圍：1.0x10^-2Pa～1.0x10^-8Pa；

1.8.2、ZDF復(fù)合真空計測量低真空：1套

     測量范圍：1.0x10⁵Pa～1.0x10^-1Pa；

2、進(jìn)樣室：

極限真空優(yōu)于：1.0x10^-5Pa；

真空漏率小于5.0x10^-8Pa.l/S；

2.1、 ★真空室組件：1套

真空室腔體尺寸Ф150x150mm，上面開有連接樣品傳輸桿、真空泵、活開

門、真空規(guī)、放氣閥等各種規(guī)格的法蘭接口，選用0Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制

造，氬弧焊接，表面噴玻璃丸及電化學(xué)拋光處理。

2.2、★★真空部件

2.2.1、 磁力樣品傳送桿，傳送距離700mm：1套

2.2.1、 壓力表，放在進(jìn)氣閥門外：1套

2.2.1、 觀察窗組件：1套

2.3、★★工作真空獲得:機(jī)械泵+分子泵

2.3.1、直聯(lián)機(jī)械泵：1臺（抽速4升/秒）；

2.3.2、復(fù)合分子泵及變頻控制電源：1臺（抽速600升/秒）；

2.3.3、分子泵與機(jī)械泵軟聯(lián)接金屬軟管：1套 ；

2.3.4、CF150-B閘板閥：1臺（用于分子泵與樣品引進(jìn)室隔離）；

2.3.5、ZDF量程高真空測量規(guī)、計：1套（用外延室真空計的另外兩路）

         低真空規(guī)：1套（1.0x10⁵Pa～1.0x10^-1Pa）；

         電離規(guī)：1套（1.0x10^-1Pa～1.0x10^-5Pa）； 

2.3.6、高真空角閥CF16、管路、接頭、充氣閥D6等：1路（解除真空充氮?dú)猓?

2.3.7、KF25電磁壓差閥：1臺；

2.3.8、KF40電磁截止閥：1臺；

2.4、相關(guān)規(guī)格的金屬密封銅圈，氟橡膠密封圈：全套

2.5、不銹鋼緊固螺栓、螺母、墊片等： 全套

3、 ★安裝機(jī)臺架組件：1套

安裝臺架：整個設(shè)備安放在一個用型鋼焊接而成的臺架上，臺面板由不銹鋼蒙皮裝飾，臺架及圍板均進(jìn)行噴塑處理。機(jī)臺有移動/固定腳輪兩用。

4、 ★電源控制系統(tǒng) ：1套

自制電源

4.1、總控制電源：1套

4.2、電源控制機(jī)柜：2臺   

4.3、樣品加熱電源：1臺

4.4、鹵鎢燈照明電源 ：1臺

4.5、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電源：4套

4.6、升華泵電源：1套

4.7、機(jī)械泵啟動控制電源：2套

外配套電源

4.8、3L-400離子泵電源：1套

4.9、FB620分子泵電源：2套

4.10、電離真空計電源：2套

4.11、質(zhì)量流量計電源（2顯）：1套

5、★備品備件：1套

5.1、無氧銅密封墊圈（相關(guān)規(guī)格）

CF16：5個；    CF35：5個；   

CF50：5個；    CF100：3個； CF150：5個

Ф6mm：卡套：4套Ф6mm：不銹鋼管：6米

5.2、氟橡膠密封圈

Ф150     3個    Ф100     3個

5.3、烘烤帶：      4條

5.4、點(diǎn)鎢燈：      5個

5.5、加熱絲：      3米

6、★配套儀器及控制系統(tǒng)

1）、★★差分式高能電子衍射儀（RHEED）：                1套

（1）、高能電源：能量25KV，束流100μA。

（2）、三極濺射離子泵（抽速：25升/秒）及閥門、管道：1套

（3）、熒光屏：1快

（4）、熒光屏擋板：1套

（5）、照像用黑筒：1套

2）、★★RHEED強(qiáng)度振蕩，生長速率監(jiān)測系統(tǒng) ：             1套

      主要由攝象頭，硬件，計算機(jī)控制軟件包等組成。

3）、★★激光束掃描裝置 ：                             1套                                                

（1)、二維掃描機(jī)械平臺。

（2)、手動/自動，兩套步進(jìn)電機(jī)控制，執(zhí)行兩自由度掃描。

4）、★★氧等離子體發(fā)生器及電源  ：                    1套

5）、計算機(jī)控制系統(tǒng) ：                              1套

（1）、由硬件卡，計算機(jī)控制軟件包，及計算機(jī)組成。

（2）、控制的內(nèi)容主要有公轉(zhuǎn)換靶、靶自轉(zhuǎn)、樣品自轉(zhuǎn)、樣品控溫、激光束掃描等。

6）、★★四極質(zhì)譜儀（質(zhì)量數(shù)：1---100）：               1套