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1、分子外延系统 MBE 技术规格及要求一、产品技术规格1.产品要求概述主要包括一个可容纳单片3英寸半导体衬底GaAs、InP及Si的III-V化合物分子束外 延生长系统。生长的样品具有低外表缺陷密度，高电子迁移率1，高厚度、掺杂和合金组分均匀性，重复性好的特点。源炉是MBE系统的核心。其容量、束流均匀性、长期束流稳定性是设备的核心指标。 参标公司需在标书中明确这三项核心指标，并供给相关的证明材料。源炉的核心参数列如表1，具体描述见其次局部，其中“ * ”为特别重要的指标要求，作为评判参标公司的主要依据。名源炉描述裂解区最高容量2快门挡开关挡板时束流变化称Ga个数2双温区除气温度1300 oC60
2、cc板材料描述PBN初开挡板时束流瞬态波动不能超过2%In2双温区1300 oC60ccPBN初开挡板时束流瞬态波动不能超过2%Al1双温区1300 oC60ccNb初开挡板时束流瞬态波动不能超过2%As1阀式裂解炉1200 oC500ccTa针阀可以在三秒内完全关闭P1阀式裂解炉1400 oC500ccTa针阀可以在三秒内完全关闭Sb1阀式裂解炉1500 oC110ccPBN针阀可以在五秒内完全关闭注：1. 关于迁移率的说明：至投标截止之日止，至少有2个不同用户使用制造厂商所生产的分 子束外延系统生长出低温电子迁移率超过10000000 cm/Vs的GaAs/AlGaAs HEMT材料， 并
3、在SCI收录的国际学术期刊上公开发表；需要供给可作为证据的论文全文复印件。2. 关于容量要求的说明：容量要求为必需到达的最小值，以同时具有大容量及优秀的长期稳定性的源炉为佳。长期生长周期束流/生长速度稳定性根本要求：一个月时间束流稳定性好，保持同样大小的束流，源炉温度变化小于5 oC。2. 根本配置，技术规格和指标2.1 生长室：2.1.1 生长室配备全液氮的冷屏，包覆衬底/生长区域及源炉四周区域。可以在保证生长室高真空度和高外延材料质量。2.1.2 * 生长室配备衬底加热器，承受电阻丝加热，可对直径不小于3 英寸的衬底进展高温、均匀、稳定的加热。衬底可被加热至1200 oC。加热直径为 3
4、英寸的样品至 700 oC 时，温度均匀性应优于3 oC，稳定性优于0.5 o C需要注明束流稳定的时长。2.1.3 * 衬底可快速旋转不低于 30 周/分钟而不引发样品的明显抖动。2.1.4 * 生长室上法兰应配备观看窗及相应挡板，用户可以通过观看窗查看全部的源炉和快门。配有红外高温计观看窗口，具有加热功能以防止/削减镀 As。2.1.5 生长室配备真空计，测量精度不低于2x10-11torr；其数据可被设备把握软件所读取和记录。2.1.6 束流计能自动定位于工作、收回位置，束流计把握面板的显示精度不低于3 位有效数字10-9torr 及以上。2.1.7 生长室配备四极质谱仪1100amu，
5、测试结果可被实时显示、存储和后期调用。2.1.8 生长室配备一套完整的RHEED 系统，电子枪高压至少在 15 千伏以上，荧光屏配备挡板以防止/削减镀As。带有包括 CCD 相机在内的RHEED 震荡测试系统和软件。2.1.9 生长室配备一套完整的KSA Bandit 测温及反射谱测量系统，测试反射谱范围为近红外波段875 nm-1670 nm，温度重复性：0.2 摄氏度；温度区分率：0.1 摄氏度；稳定性：0.2 摄氏度。2.1.10 为底部法兰配备K-Space Band-edge thermometry 以及配套光源和把握系统。2.1.11 * 配备抽速至少 1500l/s 的 CTI
6、冷凝泵和抽速至少 480l/s 的Gamma 离子泵。2.1.12 生长室配备Ti 升华泵，有隔离措施以防止升华原子直射样品外表。2.2 源炉：2.2.1 配备 11 个包括电源及把握系统开关挡板及电源在内的完整的源炉：Ga2，In2，Al1，As1，P1，Sb1和 Si1，Be1，Te1掺杂源。2.2.2 * 对于三族源材料如Ga、In 和 Al，源炉的坩埚应承受一体化PBN 材料，具有防止外部颗粒进入坩埚的功能，并减小束流瞬变效应，容量至少为 60cc，以同时具有大容量及优秀的束流长期稳定性为佳。2.2.3 *In、Ga 等源炉的挡板材质可选配PBN 的，有利于减小源炉的束流瞬变。2.2.
7、4 *三族源炉初开挡板时束流瞬态波动不能超过2%。2.2.5 *As、Sb 源炉为裂解炉，As 坩埚容量至少 500cc，Sb 坩埚容量至少 110cc，以同时具有大容量及优秀的束流均匀性为佳。2.2.6 * P 坩埚容量至少 500cc，裂解区最高除气温度为 1600 oC。为 P 裂解炉配备磷回收系统，包括 830 l/s 的分子泵，液氮冷阱和闸板阀，可以安全和彻底地去除生长室残留的磷。2.2.7 全部源炉在其工作点四周的温度稳定性在 0.5oC 以内。允许偏离范围为 1 oC以内。2.3 缓冲室：2.3.1 预处理室配备衬底预除气加热器，可对单片直径不小于3 英寸的衬底进展高温、均匀、稳
8、定的加热。衬底加热温度最高可达600oC。2.3.2 预处理室配备真空计，测量精度不低于2x10-11torr。2.3.3 预处理室配备Gamma 离子泵，抽速不小于 300l/s。2.3.4 有便利、牢靠的样品传递机构，可在几个真空腔间交换样品。2.4 进样室：2.4.1 进样室配备红外灯加热预除气系统，可对进样室内全部衬底及腔内其它局部同时进展加热除气，温度可达 200oC 以上。2.4.2 进样室配备高真空计，测量精度不低于1x10-9torr。进样室配备低真空计，可测量 1x10-3800 torr 的腔内气压。2.4.3 进样室配备 250 l/s 的分子泵及相应的机械泵，并配备充氮
9、气装置。2.4.4 设备至少配备 3 英寸钼托 4 个，2 英寸钼托 6 个，1/4x2 英寸钼托 10 个；所有钼托都包括必要的附件和装片工具。2.4.5 厂家必需为MBE 系统配备高质量的VAT 闸板阀。2.5 把握系统：2.5.1 全部设备部件配备必要的电源/把握器源炉温控、电源，针阀把握器、挡板把握器、真空计把握器等、连接线、冷却水管路、压缩空气管路、高纯氮气管路等。2.5.2 厂家必需制作保温效果良好的烘烤外套，可以将全部真空室包裹起来，加热 均匀性好，烘烤温度可达200 oC。全部源炉、衬底加热器的电源线、热偶线，真空计、束流计的引线和红外高温计窗口的加热线等均为耐烘烤线。2.5.
10、3 MBE 把握软件必需包括生长工艺程序编写、自动生长把握和不连续数据记录三大功能。可以执行生长配方，把握快门运动，源炉温度，衬底温度，衬底旋转速度和方向。2.5.4 把握系统必需合理设置安全互锁，当真空泄露时系统会自动安全地关闭相应的系统组件。2.5.5 配备工具箱供给设备安装、运行和维护过程中所需的各种专用工具以及一套完整的纸质版和电子版MBE 系统文件，包括具体构造蓝图和使用说明。2.5.6 备用电源：以便突然停电时保护源炉，至少为 Al 炉及两个Ga 炉供电 40min。3. 备件及消耗品请注明主要部件报价供给质保期后运行 2 年所需的易损件包括工装的易损件和备品备件的清单和价格。至少
11、包括：1) 源炉坩埚: Al 炉 3 个, Ga(In)炉共 4 个。2) 盲板：每个类型的源炉各备两个。3) RHEED: 荧光屏3 个，电子枪灯丝2 套。4)挡板组件：Ga(2), In(2), Al(2), As(2), P(2),Sb(2)。5) 束流计灯丝：5 套。6) 观看窗：3 个，至少包括可加热的红外测温窗口1 个。7) 热电偶:包括衬底加热器及源炉各 5 个。8) RGA 灯丝：2 个。9) PID 电源。10) 镀银铜垫圈、系统真空局部的各种接线，接头，陶瓷绝缘柱。：所需各种直径的， 至少两年使用量。11) 插板阀密封圈组件不同尺寸各一套。4. 验收条件硬件验收：4.1 分
12、子束外延系统各设备、组件、附件包括备件、工具、纸质和电子资料的完备 性，正常功能的演示包括源炉、衬底温度的相关指标，真空计、束流计的读数， 质谱仪、RHEED 系统、各种挡板、针阀把握器、窗口加热、衬底转动、样品传递、各种泵等的操作，把握软件、安全互锁机构，等等。真空度验收：4.2 系统烘烤后降到室温，未通液氮时，生长室真空度 5x10-11torr，缓冲室真空度 9x10-10torr；进样室真空度 25L/hr；分子束外延设备冷阱管路内压力：0.15 Mpa (22 psig)。5.2 液氮真空夹层管道系统必需供给超过 60 L/H 的 100%不包含气体纯液氮至每个包覆低温夹套中，使排气
13、量到达最小并保持低温夹套内的温度稳定。必需输送低压力的液氮，系统必需完全消退液氮排放所可能造成的危急。5.3 必需为MBE 的应用设计专用的液氮真空夹层密闭循环输送系统(close loop system)。系统应当包括将液氮从储槽输送到气/液相分别器，以及从气/液相分别器通过 Triax 三层同心管将液氮供给(feed)至MBE 系统低温夹套中及从MBE 系统低温夹套中将吸热成为气氮通过Semiflex 两层同心管回流(return)至气/液相分别器并排出至户外的真空夹层管道及相关连的液氮液位把握和真空监控系统。5.4 在不拆下液氮真空夹层管道的状况下，经由液氮供给及气氮回流排出回路的旁路阀
14、门， 可以吹扫管道系统。与MBE 设备相连接的液氮Triax 三层同心管供给(feed)管道及Semiflex 两层同心管回流(return)管道必需是真空夹层不锈钢材质，弯曲半径最小可达14 厘米，而管道接头必需是相对应的规格，这样在烘烤时就可以格外简洁的拆下管道。5.5 在全部气/液相分别器出口排气至户外之前必需安装有低功率加热装置，完全避开结冰结霜的现象。5.6 系统承受动态真空管道设计，以两段式(机械/集中)高真空泵抽取真空并配置真空显示器进展真空监控，每个气/液相分别器必需配置一台两段式(机械/集中)高真空泵。可以实 时了解系统真空状况。其管道冷却热损: 8-27 w hr/m；稳态热损: 1.4-2.3 w hr/m；夹层管内真空度:10-5Torr。5.7 在全部管路及两个阀门之间安装安全阀，一旦发生特别状况，安全阀门可以自动泄压。二、商务要求1. 交货期交货期为合同签订后 6 个月。2. 保修期2.1 保修期至少两年。指明保修理差旅和劳务费及主要零部件的价格。2.2 液氮冷屏、腔体等焊接位置等位置购置之后三年内假设消灭泄漏，厂家马上免费更换腔体或冷屏。2.3 对于保修期内非因用户过错而消灭的一切问题，卖方应尽快予以解决，并担当全部的维 修、更换零部件全部要求为部件、人工等相关费用。假设解决问题所需时间较长超过半个月，则保修期顺延相应时间。