분자 빔 외연 MBE 액체 질소 저온 시스템

분자 빔 외연 MBE 액체 질소 저온 시스템초고진공 환경에서 고품질 단결정 박막을 제조하는 핵심 기술이다.재료 순도와 정확한 인터페이스 제어를 위해MBE는시스템은 반드시 강체 내부에서 오는 열 복사와 잔여 기체 오염을 효과적으로 억제해야 한다.액체 질소 냉각 시스템이 여기서“저온 호위병”의 역할입니다.

하나, 액체 질소 냉각 시스템은MBE는의 핵심 기능 및 중요성

액체 질소 냉각 시스템은-196°C（77K는) 의 극저온은 주로 다음과 같은 세 가지 핵심 기능을 제공합니다.

1. 열 복사 차폐 (Cryo-shielding）：MBE는생장강 실내의 가열원 (예: 라이닝 가열 블록,유출 세포난로) 온도가 수백, 심지어 수천도에 달하면 강렬한 열복사가 산생된다.이러한 열 복사는 캐비티 벽, 셔터와 같은 다른 부품을 직접 또는 간접적으로 가열하여 공기를 방출하고 진공도를 파괴하며 오염원이 될 수 있습니다.액체 질소 냉각 함정과회복이러한 열 복사를 흡수함으로써 챔버의 배경 열 부하를 크게 줄이고 시스템의 열 안정성을 유지합니다.

2. 잔여 가스 캡처 (냉동 펌핑 / Gettering）： 초고진공에서도 챔버 내부에는 미량의 잔여 가스 분자 (예:H₂O, CO, CO₂, O₂등).이 분자들은 일단 생장하는 격자 표면에 흡착되면 치명적인 불순물이 된다.액체 질소 냉각의 표면 (특히 내부 패키지 냉각 스크린) 은 마치“저온 포집기”, 잔여 가스 분자가 그 표면에 부딪히면 동력을 잃어 단단해진다“동결”흡착하여 이러한 오염물을 진공 환경에서 효과적으로 제거하여 일종의“깨끗하다”생장 환경.이는 높은 이동률 반도체 재료 (예:GaAs는、AlGaAs는)의 전제입니다.

3. 중요 부품 보호： 액체 질소 계통도 흔히 냉각에 쓰인다MBE는의 또 다른 핵심 부품——반사식 고에너지 전자 회절(RHEED는) 총。RHEED는총은 작업할 때 대량의 열량을 산생하는데 만약 효과적으로 냉각되지 않으면 그 자체의 열변형과 방기는 전자빔의 안정성과 진공도에 엄중한 영향을 미치게 된다.액체 질소 냉각이 확보됐습니다RHEED는신호의 안정과 정확성은 제자리에서 실시간으로 결정체의 성장을 감시하는데 보장을 제공해주었다.

분자 빔 외연 MBE 액체 질소 저온 시스템

2. 액체 질소 냉각 시스템의 구성과 작업 원리

전체 세트MBE는액체 질소 수송 및 순환 시스템은 일반적으로 다음과 같은 부분으로 구성됩니다: (고객 시스템 상황에 따라 구성해야 함).

1. 액체 질소 저장탱크/또는 소형 액체 질소 두바： 대형 실외 저장 탱크나 이동 가능한 두와병으로 액체 질소를 저장하는 데 쓰인다.

2. 진공 단열 전송 파이프： 액체 질소 저장 탱크와MBE는본체의 파이프, 이중 진공 구조는 수송 과정에서 액체 질소의 기화 손실을 최대한 줄일 수 있다.

3. 액체 질소 순화 시스템:즉 가스 분리기, 세트의 액체 질소 전송 시스템은 가스 분리기 시스템이 없어서는 안 되며, 액체 질소가 파이프라인 전송 과정에서 기화된 일부 액체를 순화시키고 기체를 배출하여 시스템 온도를 최소화시키는 데 사용된다.

4. 할당 및 제어 장치 (유통 및 제어 단위）： 시스템의“뇌”. 일반적으로 다음을 포함합니다.

• 액위 센서(레벨 센서）： 냉계 내의 액체 질소 액위를 실시간으로 모니터링하다.

• 솔레노이드 밸브 (솔레노이드 솔레노이드 벨브）： 액위 신호에 따라 액질소의 주입과 절단을 제어한다.

• 압력 센서： 수송 압력을 조절하다.

• 안전 유압 밸브 (안전 구조 안전 안전 구조 안안전）： 시스템 노드에 유압 밸브를 설치하여 시스템 압력이 너무 높지 않고 위험을 방지합니다.

5. 차가운 머리/콜드 트랩 (냉각한 머리 / Cryo-shroud）： 설치 위치MBE는챔버 내부의 최종 냉각 부품입니다.일반적으로 성장 영역 주변, 내부에 튜브 또는 메자닌이 있는 금속 스크린 벽입니다.액체 질소는 그 속에서 순환하여 그 외표면의 온도를 최소로 낮춘다.

이 시스템의 워크플로우：
액체 질소 액위 센서가 냉각 함정 내의 액위가 설정값보다 낮다는 것을 감지한 후, 시스템 프로그래밍 컨트롤러에 신호를 보내고, 컨트롤러가 솔라 밸브를 열고, 액체 질소는 탱크가 시스템 컨트롤러를 받는 모드에서 자동으로 압력을 증가시키고, 진공 파이프를 통해 냉각 함정으로 유입되어 최종적으로 액위를 설정값으로 상승시키고, 솔라 밸브가 닫힌다.액체질소는 랭계내에서 열을 흡입하여 기화한후 형성된 질소로서 전문적인 배기도관을 통해 안전하게 시스템을 배출한다.