多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)

對(duì)于追求更高通量和更復(fù)雜工藝的研究團(tuán)隊(duì)，多腔室分子束外延（MBE）系統(tǒng)提供了高品質(zhì)平臺(tái)。該系統(tǒng)將樣品制備、分析、生長(zhǎng)等多個(gè)功能腔室通過(guò)超高真空傳送通道連接起來(lái)。樣品可以在完全不破壞真空的條件下，在不同腔室之間安全、快速地傳遞。這意味著，研究人員可以在一個(gè)腔室中對(duì)基板進(jìn)行清潔和退火處理，然后傳送到生長(zhǎng)腔室進(jìn)行原子級(jí)精密的MBE或PLD生長(zhǎng)，之后再傳送到分析腔室進(jìn)行X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）等原位表面分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料從制備到表征的全程超凈環(huán)境控制，避免了大氣污染對(duì)界面和表面科學(xué)研究的致命影響。測(cè)溫端子數(shù)據(jù)偏差時(shí)，需重新校準(zhǔn)，確保溫度監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確。多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)

當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可按照一定的方法和步驟進(jìn)行排查。首先進(jìn)行硬件連接檢查，查看真空管道、電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)等連接是否牢固，有無(wú)松動(dòng)、破損或短路現(xiàn)象。例如，對(duì)于真空度異常故障，重點(diǎn)檢查真空管道各連接處的密封情況，可使用真空檢漏儀進(jìn)行檢測(cè)，確定是否存在泄漏點(diǎn)。接著檢查軟件設(shè)置，確認(rèn)溫度、壓力、沉積速率等參數(shù)的設(shè)置是否正確。比如溫度控制不穩(wěn)定時(shí)，查看溫度控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置，包括目標(biāo)溫度、溫度調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)周期等，是否與實(shí)驗(yàn)要求相符。對(duì)于復(fù)雜故障，可采用替換法進(jìn)行排查。當(dāng)懷疑某個(gè)部件出現(xiàn)故障時(shí)，如懷疑溫度傳感器故障，可更換一個(gè)新的傳感器，觀察故障是否消失，以確定故障部件。多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)多腔室設(shè)計(jì)支持復(fù)雜的多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延生長(zhǎng)。

靶材的制備方法和要求極為嚴(yán)格。純度是關(guān)鍵，高純度的靶材能減少雜質(zhì)引入，保證薄膜質(zhì)量。例如，在制備半導(dǎo)體薄膜時(shí)，靶材純度需達(dá)到 99.999% 以上，以避免雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體器件性能產(chǎn)生負(fù)面影響。制備方法通常有熔煉法，將原材料按比例熔煉后制成靶材；粉末冶金法，把金屬粉末混合壓制燒結(jié)而成。對(duì)于一些特殊材料，還需采用化學(xué)合成法，如制備氧化物靶材時(shí)，通過(guò)化學(xué)沉淀、溶膠 - 凝膠等方法獲得高純度的前驅(qū)體，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)制成靶材 。在制備過(guò)程中，要嚴(yán)格控制溫度、壓力等條件，確保靶材的成分均勻性和密度一致性，以保證在沉積過(guò)程中能穩(wěn)定地提供所需材料原子，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的薄膜生長(zhǎng)。

設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有著嚴(yán)格要求。溫度方面，適宜的溫度范圍通常為20-25°C，這是因?yàn)樵O(shè)備的許多部件，如加熱元件、傳感器等，在該溫度范圍內(nèi)能保持較好的性能。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致設(shè)備元件過(guò)熱損壞，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命；溫度過(guò)低則可能使某些材料的物理性能發(fā)生變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。濕度應(yīng)控制在40%-60%的范圍內(nèi)。濕度過(guò)高可能會(huì)使設(shè)備內(nèi)部的金屬部件生銹腐蝕，影響設(shè)備的機(jī)械性能和電氣性能；濕度過(guò)低則可能產(chǎn)生靜電，對(duì)設(shè)備的電子元件造成損害。潔凈度要求達(dá)到萬(wàn)級(jí)或更高，這是為了防止灰塵、顆粒等雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備，影響薄膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。微小的雜質(zhì)顆?？赡軙?huì)在薄膜中形成缺陷，降低薄膜的電學(xué)、光學(xué)等性能。系統(tǒng)真空泵組包含分子泵與離子泵以獲得超高真空。

沉積參數(shù)的優(yōu)化是一個(gè)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。對(duì)于一種新材料，需要探索的參數(shù)通常包括：激光能量密度（它決定了等離子體羽輝的強(qiáng)度和特性）、沉積腔內(nèi)的背景氣體種類(lèi)（如氧氣、氮?dú)饣驓鍤猓┡c壓力、基板溫度以及靶材與基板之間的距離。這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，共同影響著薄膜的結(jié)晶性、取向、化學(xué)計(jì)量比和表面形貌。通常需要通過(guò)設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)，在沉積后對(duì)薄膜進(jìn)行X射線(xiàn)衍射、原子力顯微鏡、掃描電鏡等表征，反推的工藝窗口。

在沉積過(guò)程結(jié)束后，樣品的降溫過(guò)程也需要進(jìn)行控制，特別是對(duì)于在氧氣氛圍中生長(zhǎng)的氧化物薄膜?？焖俳禍乜赡軐?dǎo)致薄膜因熱應(yīng)力而開(kāi)裂，或者因氧原子的非平衡析出而形成大量缺陷。因此，通常需要在沉積結(jié)束后的氧氣氛圍中，讓樣品在設(shè)定溫度下進(jìn)行原位退火一段時(shí)間，然后以可控的緩慢速率（如每分鐘5-10攝氏度）降溫至室溫。這一“原位退火”步驟對(duì)于弛豫薄膜內(nèi)應(yīng)力、優(yōu)化氧含量、提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和功能性至關(guān)重要。 多腔室分子束外延系統(tǒng)搭配 PLD 功能，可拓展實(shí)驗(yàn)研究范圍。多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)

高分子鍍膜工藝研究，可借助基質(zhì)輔助脈沖激光沉積系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)

排氣系統(tǒng)是維持超高真空環(huán)境的動(dòng)力源泉。我們系統(tǒng)采用“分子泵+干式機(jī)械泵”的組合方案。干式機(jī)械泵作為前級(jí)泵，無(wú)需使用真空油，徹底避免了油蒸汽對(duì)腔室的污染，實(shí)現(xiàn)了潔凈抽氣。分子泵則串聯(lián)其后，利用高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片對(duì)氣體分子進(jìn)行動(dòng)量傳遞，將其壓縮并排向前級(jí)泵，從而在生長(zhǎng)腔室獲得高真空和超高真空。這種組合抽氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單，且能提供潔凈無(wú)油的真空環(huán)境，非常適合于對(duì)污染極其敏感的半導(dǎo)體材料和氧化物材料的生長(zhǎng)。多腔室外延系統(tǒng)參考用戶(hù)

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