Ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур

Полезная модель относится к технике, используемой при выращивании тонких пленок полупроводников методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещенный в вакуумной камере, включающей корпус и крышку, содержащий штангу с нагревателем на нижнем конце и базовым фланцем на верхнем конце и полый трубчатый элемент с держателем полупроводниковой подложки на нижнем конце, при этом штанга установлена внутри полого трубчатого элемента и сопряжена с ним посредством подшипников, полый трубчатый элемент снабжен приводом вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде снабженного механизмом сжатия-растяжения сильфона, а также снабжен механизмом его вращения, укрепленным на базовом фланце, включающим привод и зубчатую передачу, новым является то, что сильфон укреплен на крышке вакуумной камеры, а базовый фланец жестко укреплен на сильфоне. В результате увеличивается диапазон вертикальных перемещений держателя полупроводниковой подложки в пределах вакуумной камеры и повышается тем самым качество выращиваемых гетероструктур за счет обеспечения возможности выбора оптимального положения держателя с подложкой в вакуумной камере по ее высоте.

Полезная модель относится к технике, используемой при выращивании тонких пленок полупроводников методом молекулярно-пучковой эпитаксии.

Известен ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещенный в вакуумной камере. Манипулятор содержит штангу с держателем подложки на нижнем конце. На штанге над держателем подложки укреплен нагреватель. Держатель может вращаться относительно продольной оси штанги, GB21817447А.

Недостатком этого устройства является отсутствие средств для вертикального перемещения держателя подложки, что затрудняет манипуляции с подложкой и ухудшает качество выращиваемых полупроводниковых гетероструктур.

Известен также ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещенный в вакуумной камере, включающей корпус и крышку. Ростовой манипулятор содержит штангу с нагревателем на нижнем конце и

базовым фланцем на верхнем конце. Штанга установлена внутри полого трубчатого элемента и сопряжена с ним посредством подшипников. Полый трубчатый элемент снабжен держателем подложки на нижнем конце, а также снабжен приводом вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде сильфона. Сильфон снабжен механизмом, осуществляющим его сжатие-растяжение. Базовый фланец жестко укреплен на крышке вакуумной камеры. Полый трубчатый элемент снабжен также механизмом, осуществляющим его вращение. ЕРА92117113.8, публикация N0529687A2.

Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.

В сравнении с указанным выше аналогом оно обеспечивает возможность вертикального перемещения в некоторых пределах держателя с полупроводниковой подложкой.

Однако, ввиду того, что базовый фланец неподвижно укреплен на крышке вакуумной камеры, пределы такого перемещения ограничены и не превышают высоту передаточной шестерни привода вращения полого трубчатого элемента. Поэтому трудно подобрать наиболее благоприятное положение для осуществления процесса молекулярно-пучковой эпитаксии.

Задачей настоящей полезной модели является увеличение диапазона вертикальных перемещений держателя полупроводниковой

подложки в пределах вакуумной камеры и повышение тем самым качества выращиваемых гетероструктур за счет обеспечения возможности выбора оптимального положения держателя с подложкой в вакуумной камере по ее высоте.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что в ростовом манипуляторе вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещенном в вакуумной камере, включающей корпус и крышку, содержащем штангу с нагревателем на нижнем конце и базовым фланцем на верхнем конце и полый трубчатый элемент с держателем полупроводниковой подложки на нижнем конце, при этом штанга установлена внутри полого трубчатого элемента и сопряжена с ним посредством подшипников, полый трубчатый элемент снабжен приводом вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде снабженного механизмом сжатия-растяжения сильфона, а также снабжен механизмом его вращения, укрепленным на базовом фланце, включающим привод и зубчатую передачу, новым является то, что сильфон укреплен на крышке вакуумной камеры, а базовый фланец жестко укреплен на сильфоне.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором

схематически изображено устройство в продольном разрезе.

Ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещен в вакуумной камере, которая включает корпус 1 и крышку 2. Ростовой манипулятор содержит штангу 3 с нагревателем 4, укрепленным на ее нижнем конце и базовым фланцем 5, укрепленным на ее верхнем конце. Штанга 3 установлена внутри полого трубчатого элемента 6 и сопряжена с ним посредством шариковых подшипников 7 в верхней части и шариковых подшипников 8 в нижней части. Полый трубчатый элемент 6 снабжен двумя приводными механизмами. Один из них - привод вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполнен в виде сильфона 10, который снабжен механизмом 9 для его сжатия-растяжения. Второй механизм укреплен на базовом фланце 5 и содержит привод 11, вал 13 которого посредством зубчатой передачи включающей шестерни 12 и 15, передает вращение к полому трубчатому элементу 6. Сильфон 10 укреплен на крышке 2 вакуумной камеры 1. Базовый фланец 5 укреплен на сильфоне 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В держателе 17 укрепляют полупроводниковую подложку 16. Используя механизм 9 сжатия-растяжения, изменяют высоту сильфона 10, что позволяет поднимать или опускать держатель 17 полупроводниковой подложки 16. Установив необходимое положение

держателя 17 полупроводниковой подложки 16 по высоте относительно испарителей 18 и 19, начинают вращение держателя 17 полупроводниковой подложки 16 путем вращения вала 13 привода 11. Вращение от вала 13 через шестерни 12 и 15 передается на полый трубчатый элемент 6, который вращает держатель 17 с полупроводниковой подложкой 16. После начала вращения нагревают полупроводниковую подложку 16 нагревателем 4, начинается процесс роста полупроводниковой гетероструктуры. После окончания процесса ее роста устанавливают держатель 17 полупроводниковой подложки 16 на оси выходного отверстия вакуумной камеры 1, закрытого крышкой 14, снимают крышку 14, освобождают держатель 17 с полупроводниковой подложкой 16 и, вручную или с помощью механических средств, извлекают их из полости вакуумной камеры через выходное отверстие.

Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели обеспечивается возможность перемещения держателя 17 с подложкой 16, практически, по всей высоте вакуумной камеры. Тем самым обеспечивается возможность выбора оптимального положения подложки 16 относительно испарителей 18 и 19.

Ростовой манипулятор вакуумной камеры для выращивания полупроводниковых гетероструктур, размещенный в вакуумной камере, включающей корпус и крышку, содержащий штангу с нагревателем на нижнем конце и базовым фланцем на верхнем конце и полый трубчатый элемент с держателем полупроводниковой подложки на нижнем конце, при этом штанга установлена внутри полого трубчатого элемента и сопряжена с ним посредством подшипников, полый трубчатый элемент снабжен приводом вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде снабженного механизмом сжатия-растяжения сильфона, а также снабжен механизмом его вращения, укрепленным на базовом фланце, включающем привод и зубчатую передачу, отличающийся тем, что сильфон укреплен на крышке вакуумной камеры, а базовый фланец укреплен на сильфоне.