双丝源使用两个独立加热器沿着坩埚的长度方向来控制温度变动。源和坩埚的彻底脱气需要底部灯丝,以实现更高的生长速率。
双丝源用于仅含铝的“cold-lip(冷边)”模式。刻意使边缘区域的温度保持在低于坩埚其余区域的水平,以防止铝蠕变。铝通量的均匀度可以通过调整坩埚温度梯度进行优化。
MBE 双丝源可用于各种坩埚尺寸,包括大多数商用 MBE 系统的直接替代产品。对于可接受较小炉料容量且需要快速增加源温度的情况,建议选择带锥形坩埚的标准双丝源。
来自几十个部门的数据表明:双丝源可显著降低椭圆缺陷密度。当“冷边”单丝源被替换为“热边”双丝源时,缺陷密度降低 5-10 倍。
当用于镓和铟蒸发时,热边源会减少生长表面椭圆缺陷的形成,从而改进设备性能。关于这些源相关的形态缺陷,普遍接受的理论是它们是由源自溶胶的“飞溅现象”——当凝结的滴状物在坩埚孔形成,然后滚回热溶胶时产生的现象——造成。
提供的图片说明了热边加热如何防止冷凝,从而消除飞溅现象。溶胶中的氧化镓等杂质也可能导致椭圆缺陷。在这种情况下,消除凝结也将起到作用,因为滴状物可能会带来周围环境中的杂质。当用于铝时,双丝源可在孔处进行充分加热,以提供良好的通量均匀度,同时提供一个“冷边”,以防止可能破坏源热屏蔽和加热器丝的铝蠕变。“冷边”模式下运行的双丝源可提供增强的铝源可靠性和卓越的性能。
1. D.G. Schlom, et al, J.Vac. Sci. Technol. B 7, 296 (1989)。