在分子束外延（MBE）技術(shù)中，烘烤空間（帳篷）（Bake-out Tent）主要用于維持和優(yōu)化超高真空環(huán)境，確保高質(zhì)量薄膜的生長(zhǎng)。

      在MBE系統(tǒng)安裝或維護(hù)后，需要使用烘烤帳篷對(duì)整個(gè)真空腔體進(jìn)行烘烤，以去除內(nèi)壁吸附的水分和其他揮發(fā)性污染物。高溫烘烤可以加速脫氣過(guò)程，使系統(tǒng)更快達(dá)到所需的超高真空度。

       MBE系統(tǒng)中的某些部件，如襯底支架、擋板或噴射爐，需要定期烘烤以去除沉積的雜質(zhì)。烘烤帳篷可以提供一個(gè)局部加熱的環(huán)境，針對(duì)這些部件進(jìn)行清潔處理。

       由于MBE系統(tǒng)需要維持超高真空，常規(guī)的烘烤可能需要較長(zhǎng)時(shí)間。使用烘烤帳篷縮短烘烤時(shí)間，從而減少系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

       在烘烤過(guò)程中，如果沒有適當(dāng)?shù)母綦x，可能引入新的污染物。烘烤帳篷可以形成一個(gè)封閉的空間，防止外部污染物進(jìn)入正在處理的部件或腔體，確保烘烤后的清潔度。

        相對(duì)密閉潔凈的恒溫空間，可以為空間內(nèi)的各個(gè)區(qū)域，提供性對(duì)均衡的加熱溫度。確保系統(tǒng)每個(gè)部分受熱溫度相對(duì)均衡。

 

MBE分子束外延系統(tǒng)采用烘烤帳篷進(jìn)行烘烤除雜質(zhì)具有多方面的必要性，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

提升真空度

• 去除吸附氣體：MBE系統(tǒng)在安裝、維護(hù)或更換部件后，其內(nèi)部表面會(huì)吸附大量氣體，如水蒸氣、二氧化碳、氧氣等。這些氣體在高真空環(huán)境下會(huì)逐漸釋放，導(dǎo)致真空度下降。通過(guò)烘烤帳篷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱烘烤，可以促使這些吸附氣體從表面脫附并被真空泵抽出，從而顯著提高真空度。
• 達(dá)到超高真空要求：分子束外延生長(zhǎng)需要在超高真空環(huán)境中進(jìn)行，以避免外界雜質(zhì)的干擾。烘烤帳篷能夠?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供均勻穩(wěn)定的加熱環(huán)境，確保系統(tǒng)在烘烤過(guò)程中達(dá)到并維持所需的超高真空狀態(tài)。

保證薄膜純度

• 減少雜質(zhì)摻入：在MBE生長(zhǎng)過(guò)程中，殘余氣體中的雜質(zhì)分子可能會(huì)在襯底表面發(fā)生反應(yīng)并摻入生長(zhǎng)的薄膜中。通過(guò)烘烤除雜質(zhì)，可以降低殘余氣體的含量，減少雜質(zhì)對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響，從而制備出高純度的薄膜。
• 提高薄膜質(zhì)量：高純度的薄膜對(duì)于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的物理和化學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。例如，在半導(dǎo)體薄膜制備中，雜質(zhì)的存在可能導(dǎo)致電學(xué)性能的異常。通過(guò)烘烤帳篷進(jìn)行除雜質(zhì)處理，能夠有效提高薄膜的質(zhì)量和性能。

優(yōu)化生長(zhǎng)環(huán)境

• 清潔表面：烘烤帳篷不僅能夠去除系統(tǒng)內(nèi)部的雜質(zhì)氣體，還能清潔系統(tǒng)內(nèi)部的表面。在烘烤過(guò)程中，附著在系統(tǒng)表面的有機(jī)物、灰塵等雜質(zhì)會(huì)被分解或揮發(fā)掉，從而為薄膜生長(zhǎng)提供一個(gè)更清潔的環(huán)境。
• 穩(wěn)定生長(zhǎng)參數(shù)：烘烤過(guò)程可以消除系統(tǒng)內(nèi)部的熱應(yīng)力和溫度梯度，使系統(tǒng)在生長(zhǎng)過(guò)程中達(dá)到更穩(wěn)定的溫度分布。這對(duì)于精確控制薄膜生長(zhǎng)速率、厚度和組分等參數(shù)具有重要意義。

延長(zhǎng)設(shè)備壽命

• 減少腐蝕：一些殘余氣體在高溫下可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的金屬部件和密封件產(chǎn)生腐蝕作用。通過(guò)烘烤除雜質(zhì)，可以減少這些有害氣體的存在，從而降低設(shè)備的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

防止污染：在MBE系統(tǒng)中，蒸發(fā)源等關(guān)鍵部件需要保持高純度和良好的工作狀態(tài)。烘烤帳篷能夠有效去除這些部件表面的雜質(zhì)，防止雜質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中被帶入薄膜，從而保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行

提示：

烘烤帳篷是的搭建是把系統(tǒng)需要烘烤的部分包裹在空間內(nèi)，不需要加熱烘烤的部分是裸露在外的。也就是說(shuō)烘烤空間的外形結(jié)構(gòu)形狀是根據(jù)烘烤區(qū)域的形狀決定的。而不是把整個(gè)系統(tǒng)完全都放置在空間內(nèi)。