束流分布监测装置、分子束外延设备及束流分布监测方法与流程

本申请涉及半导体外延，特别是涉及一种束流分布监测装置、分子束外延设备及束流分布监测方法。

背景技术：

1、在许多分子束外延(molecular beam epitaxy，mbe)设备应用中，关于源炉束流监测通常使用光束通量监测(beam flux monition，bfm)，测量来自源炉的原子或分子束等效压力(beam equivalent pressure，bep)来确定样品位置、附近的通量比和生长速率；或者是通过生长材料的x射线衍射(diffraction of x-rays，xrd)等相关表征来计算拟合束流通量。

2、但是对于砷源炉的束流监测一直以来是个难以解决的问题，一方面，从生长材料的xrd的表征中无法获得砷源炉的束流量，因为砷生长的环境是富砷生长，从材料的厚度和组分中无法探知砷的用量；另一方面，目前mbe设备上的bfm只对腔体中心的束流进行监测，也无法确定整个腔体内砷的束流强度及分布状态。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题，而提供一种束流分布监测装置、分子束外延设备及束流分布监测方法。

2、为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供一种束流分布监测装置，应用于分子束外延设备中，所述分子束外延设备包括真空腔室、源炉和束流分布监测装置；所述束流分布监测装置包括：

4、监测部件，用于监测所述源炉喷射的束流强度，包括位于所述真空腔室内的测量端和伸出所述真空腔室的传递端，所述传递端用于传递监测数据；所述监测部件能在所述真空腔室内运动，以调整所述测量端的测量位置；

5、动力部件，用于驱动所述监测部件在所述真空腔室内的运动；所述动力部件的动力输出端连接所述监测部件的传递端，并通过对所述传递端的施力，驱动所述监测部件在所述真空腔室内，按预设的多个位置进行多次间歇运动或按预设的速度匀速运动。

6、可选地，所述束流分布监测装置还包括：

7、伸缩罩，用于罩住所述监测部件位于所述真空腔室外的部分，并和所述真空腔室相互连通，形成容纳所述监测部件的封闭空间；对应于监测部件在所述真空腔室内的运动，所述伸缩罩被缩短或拉长，以使所述传递端保持和动力部件的接触。

8、可选地，所述伸缩罩为波纹管。

9、可选地，所述波纹管为金属波纹管，所述波纹管的交角为45度。

10、可选地，所述波纹管的材料包括316l不锈钢。

11、可选地，还包括：

12、第一法兰，用于密封所述伸缩罩远离所述真空腔室的一端，以使得所述伸缩罩对外密封；

13、第二法兰，用于密封所述伸缩罩与所述真空腔室的连接处，以维持所述真空腔室的真空度。

14、第二方面，本申请实施例提供一种分子束外延设备，包括：

15、真空腔室；

16、源炉，至少部分位于所述真空腔室内；

17、上面所述的任意一种束流分布监测装置，至少部分位于所述真空腔室内，所述束流分布监测装置与所述源炉对应设置。

18、第三方面，本申请实施例提供一种束流分布监测方法，应用于上面所述的任意一种束流分布监测装置，包括：

19、将真空腔室的基准位置测量到的第一束流强度与预设的第二束流强度进行对比；所述第二束流强度为喷射元素在理论最高结合率下的束流强度；

20、根据对比情况，调整源炉设置，使所述第一束流强度与所述第二束流强度的差值小于预设值；

21、获取所述真空腔室的基准位置之外的其它多个位置的第三束流强度；

22、根据多个位置的所述第三束流强度，确定所述束流的分布情况。

23、可选地，所述测量所述真空腔室的基准位置之外的其它多个位置的第三束流强度，包括：

24、驱动所述监测部件在所述真空腔室内多个预设的位置，进行多次间歇运动，在预设的多个位置分别进行测量，获得多个所述第三束流强度。

25、可选地，所述测量所述真空腔室的基准位置之外的其它多个位置的第三束流强度，包括：

26、驱动所述监测部件在所述真空腔室内，按预设的速度匀速运动，并在运动的过程中进行定时测量，获得多个所述第三束流强度。

27、上述束流分布监测装置、分子束外延设备及束流分布监测方法，包括：监测部件，用于监测所述源炉喷射的束流强度，包括位于所述真空腔室内的测量端和伸出所述真空腔室的传递端，所述传递端用于传递监测数据；所述监测部件能在所述真空腔室内运动，以调整所述测量端的测量位置；动力部件，用于驱动所述监测部件在所述真空腔室内的运动；所述动力部件的动力输出端连接所述监测部件的传递端，并通过对所述传递端的施力，驱动所述监测部件在所述真空腔室内，按预设的多个位置进行多次间歇运动或按预设的速度匀速运动。可见，本申请实施例的监测部件能在所述真空腔室内运动，并通过动力部件按预设的多个位置进行多次间歇运动或按预设的速度匀速运动，能更好、更全面的监测真空腔室内的束流强度及分布。

28、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种束流分布监测装置，应用于分子束外延设备中，所述分子束外延设备包括真空腔室、源炉和束流分布监测装置；其特征在于，所述束流分布监测装置包括：

2.根据权利要求1所述的束流分布监测装置，其特征在于，所述束流分布监测装置还包括：

3.根据权利要求2所述的束流分布监测装置，其特征在于，所述伸缩罩为波纹管。

4.根据权利要求3所述的束流分布监测装置，其特征在于，所述波纹管为金属波纹管，所述波纹管的交角为45度。

5.根据权利要求3所述的束流分布监测装置，其特征在于，所述波纹管的材料包括316l不锈钢。

6.根据权利要求5所述的束流分布监测装置，其特征在于，还包括：

7.一种分子束外延设备，其特征在于，包括：

8.一种束流分布监测方法，应用于权利要求1-6任一项所述的束流分布监测装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的束流分布监测方法，其特征在于，所述测量所述真空腔室的基准位置之外的其它多个位置的第三束流强度，包括：

10.根据权利要求8所述的束流分布监测方法，其特征在于，所述测量所述真空腔室的基准位置之外的其它多个位置的第三束流强度，包括：

技术总结
本申请涉及一种束流分布监测装置、分子束外延设备及束流分布监测方法，属于半导体外延技术领域。包括：监测部件，用于监测源炉喷射的束流强度，包括位于真空腔室内的测量端和伸出真空腔室的传递端，传递端用于传递监测数据；监测部件能在真空腔室内运动，以调整测量端的测量位置；动力部件，用于驱动监测部件在真空腔室内的运动；动力部件的动力输出端连接监测部件的传递端，并通过对传递端的施力，驱动监测部件在真空腔室内，按预设的多个位置进行多次间歇运动或按预设的速度匀速运动。本申请的技术方案，能更好、更全面的监测真空腔室内的束流强度及分布。

技术研发人员：彭长四,周均铭,林凡,倪健
受保护的技术使用者：埃特曼半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22