原位MBE束流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
廠家：k-Space Associates, Inc.
型號(hào)：kSA ACE
kSA ACE 在線原位原子束流監(jiān)測(cè)設(shè)備，它利用原子吸收光譜的原理來測(cè)量對(duì)應(yīng)原子種類的通量率。該設(shè)備可整合到MBE分子束外延，磁控濺射系統(tǒng)、電子束/熱蒸發(fā)系統(tǒng)和PLD脈沖激光沉積等設(shè)備上，實(shí)時(shí)原位檢測(cè)原子束流密度、生長(zhǎng)速率，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜成分控制。
kSA ACE 該系統(tǒng)使用空心陰極燈 (HCL) 產(chǎn)生所要測(cè)量元素的原子發(fā)射譜，使用固態(tài)光譜儀來原位測(cè)量吸收光譜，同時(shí)使用第二個(gè)光譜儀監(jiān)測(cè) HCL 的信號(hào)漂移。由于該技術(shù)本質(zhì)上是測(cè)量特定材料的吸收光譜，因此信號(hào)不會(huì)對(duì)腔室中的其他種類的材料物質(zhì)或輻射做出響應(yīng)。kSA ACE 可以獨(dú)立測(cè)量每種待測(cè)材料，在多源蒸發(fā)或共濺射過程中提供特定材料束流通量監(jiān)測(cè)控制。憑借其在連續(xù)操作下長(zhǎng)期可重復(fù)性，應(yīng)用于III-V 和 II-VI 化合物、半導(dǎo)體器件、薄膜傳感器、太陽(yáng)能電池、光學(xué)涂層、X 射線光學(xué)器件、平板顯示器等領(lǐng)域的薄膜生長(zhǎng)監(jiān)控。
kSA ACE 可將多達(dá)三個(gè)陰極燈 (HCL) 的發(fā)射光譜組合成一個(gè)共線光束，并且測(cè)量過程中光束被分成參考通道和信號(hào)通道。參考通道和信號(hào)通道均由光譜儀連續(xù)監(jiān)測(cè)，該光譜儀可同時(shí)監(jiān)測(cè)多達(dá)三個(gè)元素。參考通道為 HCL 強(qiáng)度波動(dòng)提供連續(xù)校正。信號(hào)光束通過光纖耦合到處理腔室上的透鏡單元，然后光束通過蒸發(fā)源束流，從而引起原子吸收特征譜線衰減，此衰減與信號(hào)通道光束體積內(nèi)的原子密度成比例關(guān)系。此外，該系統(tǒng)還包括一個(gè)氙氣閃光燈光源，以校正視口涂層對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響。整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)保持溫度穩(wěn)定，以確保設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性。
1. 通過特定元素的原子吸收光譜提供對(duì)原子束流通量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，每個(gè)系統(tǒng)可測(cè)量多大三種元素，可實(shí)時(shí)測(cè)量生長(zhǎng)速率和束流通量密度。
2. 提供與吸收率或生長(zhǎng)速率成比例的TCP/IP模擬電壓輸出，用于過程控制。
3. 系統(tǒng)主要包括：kSA ACE 機(jī)架、光學(xué)配件、探測(cè)器、光源和kSA ACE 軟件等。
主要功能
實(shí)時(shí)束流密度測(cè)量
實(shí)時(shí)生長(zhǎng)速率測(cè)量
實(shí)時(shí)成分控制
主要應(yīng)用
MEB（分子束外延）
蒸發(fā)鍍膜:電子束、離子束輔助、熱蒸發(fā)等
濺射鍍膜:RF/DC磁控,離子束等
PLD（脈沖激光沉積）
等離子體刻蝕
Ag, Al, Au, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Ca, Cu, Dy, Fe, Ga, Ge, Hf, In, La, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, W, Y, Zn, Zr etc.
軟件截圖
1. 3種源的傳輸率-時(shí)間圖（該案例中，三種源為In, Ga, Al）
2. 實(shí)時(shí)HCL光譜圖（顯示了三種源的原子發(fā)射譜線）
3. 3種源的HCL信號(hào)強(qiáng)度（特征發(fā)射譜線采用了5nm wide windows）
4. 3種源的HCL參考通道 信號(hào)強(qiáng)度（參考通道用于實(shí)時(shí)補(bǔ)償光源信號(hào)的漂移）
5. 光源燈泡工作電壓
6. 3種源對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)絕對(duì)傳輸率
7. 測(cè)量軟件配置窗口
