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液氮閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)設計方案,適用于MBE設施中的液氮系統(tǒng)

發(fā)布時間:2024-11-07,瀏覽量:1376
液氮閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)
液氮閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)2

  MBE生產(chǎn)需要一個液氮儲罐(1),其容量應根據(jù)MBE系統(tǒng)的液氮消耗量和液氮輸送頻率來確定。通常,小型研究MBE系統(tǒng)消耗50-250L/天,而大型MBE系統(tǒng)可能需要4000L/天。強烈建議使用配備真空隔熱抽出閥(2)的低壓(2至3巴)散裝儲罐。對于管道工程(3),好使用半柔性或剛性真空夾套管,以盡量減少液氮的熱損失,這大大增加了MBE生產(chǎn)的運營成本。管道系統(tǒng)可以是靜態(tài)真空或動態(tài)真空,需要一個小型專用真空泵來保持真空完整性。為確保向MBE低溫板輸送純液氮,建議配備相分離器(4)和Triax軟管(5)。液氮系統(tǒng)可以顯著節(jié)省成本。

液氮閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)


  液氮閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)工作

  該系統(tǒng)適用于世界上許多MBE系統(tǒng),如Riber、DCA和Veeco。它已被許多客戶廣泛用于化合物半導體器件開發(fā),如紅外、光通信等。我們的系統(tǒng)有靜態(tài)真空或動態(tài)真空隔熱兩種。一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)由帶多個出口的相分離器、三通軟管、模塊化配件和用于液氮流量控制的真空夾套閥組成隔離。

  MBE的閉環(huán)液氮循環(huán)系統(tǒng)始終保持在大氣壓下??刂破髟试S相分離器以閉環(huán)方式自調(diào)節(jié)MBE的液氮供應流量,使低溫板在不同操作條件下保持充滿液氮。

  閉環(huán)液氮系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:

  ?液氮節(jié)省高達30%

  ?高效低溫板冷卻至-196°C

  ?易于液氮操作-根據(jù)MBE系統(tǒng)運行各個階段的熱負荷自動調(diào)節(jié)液氮流量


  什么是MBE?

  分子束外延(MBE)是一種基于超高真空(UHV)的技術,用于生產(chǎn)具有單層控制的高質(zhì)量外延結構。

  自20世紀70年代作為生長高純度半導體薄膜的工具引入以來,MBE已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)金屬、絕緣體和超導體外延層廣泛使用的技術之一。如今,MBE是化合物半導體行業(yè)不可或缺的工具,無論是在研究還是生產(chǎn)層面。

  III-V族半導體的典型MBE生長速率約為1um/小時,這是在~10e-6torr的III族分壓下獲得的。晶體中的原子密度約為10e22.cm-3,這意味著要將雜質(zhì)濃度降低到10e15.cm-3以下,雜質(zhì)分壓必須降低到~10e-12Torr以下。

  液氮是分子束外延成功運行的重要組成部分。MBE系統(tǒng)依賴于液態(tài)N2低溫板,其內(nèi)部圍繞主室壁和源法蘭構建。由于分子束外延是一種冷壁技術,因此使用低溫板來防止分子從熱滲出細胞以外的部位再次蒸發(fā)。

  此外,它們還提供了不同電池之間的熱隔離,以及剩余氣體的額外泵送。在晶片生長過程中,低溫板內(nèi)的低蒸氣壓液氮供應對于確保雜質(zhì)分壓始終保持在10e12托以下至關重要。



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