世界主要MBE设备制造商及产品简介

1、世界主要MBE设备制造商及产品简介20O9年?第5期技术交流中国材料科技与设备(双月刊)世界主要MBE设备制造商及产品简介刘超卜,包兴明(1.中国科学院半导体研究所,北京10O083;2.四川理工学院理学院,四川自贡643000)摘要:本文根据Riber,Veeeo,DCAInstruments等着名公司的最新资料简要介绍了世界上主要分子束外延设备制造公司及其主流产品的基本情况,供国内相关领域的读者在了解和选购MBE产品时作参考.关键词:分子柬外延;半导体薄膜;MBE设备中图分类号:TN304文献标识码:A前言分子束外延(MBE)和金属有机物化学气相沉积(MOCVD)是最重要的两种半导体薄膜制

2、备技术,它们都属于非热力学平衡的低温外延生长工艺,非常适合于复杂微结构材料的生长和新型光电器件与电路的研发.一般而言,MOCVD适合于批量化生产器件结构相对成熟的外延材料,并易于扩大外延规模和产能;而MBE更适合于研发小批量,具有超精细复杂结构的外延材料,两种工艺各有优势又互为补充.近十年来国际上分子束外延技术发展很快,由单片2"-3"手动操作模式的研究型MBE系统发展到多片7×6"全自动控制模式的生产型MBE系统,集成了多种表面分析手段的新型多功能MBE系统也已研制成功.目前国内外主要的MBE设备制造商有沈阳科仪(SKY),法国Riber,美国Veee

3、o,美国SVTA,芬兰DCAInstruments,德国Ornicron,德国MBE-Komponentem,英国OxfordAppliedResearch等公司,他们都有MBE产品进入中国市场.为了让国内相关领域的读者对国内外最新的MBE系统和相关产品有个初步了解,本文简要介绍了上述公司及其主流产品的基本情况,供大家在选购MBE产品时作参考.?沈阳科仪(SKY)中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司(沈阳科仪)创立于1958年.在2O世纪8O年代初打破西方国家的技术封锁,研制出了我国第一台MBE设备,在超高真空薄膜制备设备,分子束外延设备,无油真空获得设备,真空部件产品等方面达到了国内领先技

4、术水平,先后获得国家,中国科学院和省部级科技进步奖5o余项.2000年国家科技部批准组建了国家真空仪器装置工程技术研究中心,2008年国家发改委批复成立真空技术装备国家工程实验室,使沈阳科仪成为我国真空仪器设备的研发生产基地.沈阳科仪通过不断地自主创新,研制出了MBE_1至MBE-V型系列单片2"-3"研究型分子束外延设备产品.与标准型分子束外延设备StandardMBESystem激光分子束外延设备PulseLaserDepositionsystem国外同类MBE产品相比,其性价比具有很大的优势,为我国分子束外延技术的广泛应用和发展做出了重要贡献.目前该公司生产的主流MB

5、E产品是单生长室结构设计的标准型分子束外延设备(样品尺寸30mm,样品台转速5-50转/分,最高加热温度800,4个常规束源炉,加热温度<1300,控温精度±0.5,RHEED,CCD图像处理系统等,标配报价约85万元)和激光分子束外延设备(PLD)(样品尺寸051ram,基片转速56O转/分;样品最高加热温度800±1,RHEED,1-100amu四极质谱仪,可安装4块靶材的旋转靶台等.不含激光器的标配报价为95万元),代表了我国分子柬外延设备的最高水平.?法国Riber公司法国Riber公司是全球着名的MBE系统及相关设备的*作者简介:刘超(1964一),

6、男,副研究员,主要从事IIIV族,IIVI族化合物半导体外延生长材料与光电器件方面的研究工作.电话:01082304101,Email:cliu中国材料科技与设备(双月刊)世界主要MBE设备制造商及产品简介2009年?第5期制造商和供应商,已有30年以上研发MBE系统的经验,在国际市场和中国市场中所占的市场份额都居于领先地位,也是最早进入中国市场的MBE设备供应商之一,可为客户提供各种化合物半导体薄膜的外延设备和技术服务.2008年6月Riber收购了法国专门制造分子束源炉的ADIX)N公司;2008年9月Riber公司又收购了英国牛津仪器公司控股的VGSemiconMBE部门,进一步扩大了它

7、在国际MBE市场中的占有率.目前Riber公司在全球已有250多个研究型MBE客户,22个生产型MBE客户(市场占有率71),产品的销售网络遍布欧洲,美洲和亚洲等许多国家和地区.Compact21型MBE系统(单片2"或3")Compact21MBEsystemMBE6000型MBE系统(4×6"片)MBE6000systemRiber公司的主流MBE产品包括:Compact12型(单片1"或1/4×2",7个源炉端口,低成本),Compact21型(单片2"或3",12个源炉端口,最畅销机型),EPIN

8、EAT型(单片或3×2",11个源炉端口,手动/自动模式,研发和小批量生产型),MBE49型(4×4"片),MBE6000型(4×6"片),MBE7000型(7×6"片)等生产型MBE系统,以及各种蒸发源炉产品和MBE部件相关产品.?美国Veeco公司美国Veeco公司(VacuumElectronicEquipmentCompany)是一家在纳斯达克上市的着名高科技公司,它成立于1945年.在近十几年的快速发展中Veeco先后收购了一些世界着名的仪器和设备制造公司,不断地发展壮大使其营业额由84oO万美元上升到4

9、亿5000万美元.2001年Veeco收购了美国着名的MBE制造商AppliedEPI公司,2003年又收购了美国着名的MOCVD制造商Emocro公司,Veeco成为世界上唯一的可以同时提供顶级MBE及MOCVD系统的公司,同时它还是世界上着名的微纳米级表面分析仪器的制造公司之一.在MBE设备制造方面,Veeco公司可提供从单片2"或3"研究型MBE系统到多片4×4"或7×6"生产型MBE系统(自动机型)等多种型号的产品,和性能卓越的各种类型的分子束源炉产品,在国际市场中占有的份额仅次于Riber公司而稳居第二位.与其它公司相比,V

10、eeco公司拥有更多的MBE源炉专利,其900gsIJMMarkV阀控源炉具有创新拘喷嘴结构设计,可实现最佳的喷射均匀性及更有效的材料利用率.目前Veeco公司的主流MBE产品是Gen10研究型(单片2"或3"),Gen20多用途型(单片4"或3×2"),Gen200Edge生产型(4×4")和Gen2000FAge生产型(7×6")等.Gen10MBE系统Gen10MBEsystemGen200EdgeMBE系统Gen200EdgeMBEsystem?芬兰DCAInstruments公司芬兰DCAIns

11、truments成立于1989年,是一家专业从事分子束外延(MBE)和超高真空薄膜沉积系统及组件设计和制造的公司,在欧洲,美洲和亚洲等世界多个国家和地区都有自己的办事机构和代理商,其产品被许多世界着名的科研机构,研究院所和企业采用.在国际MBE市场中DCA产品的市场份额占据第三位,2007年其3台MBE产品首次进入中国.DCA公司的产品范围包括:研究型和生产型的分子束外延系统,磁控溅射系统,脉冲激光沉积(PLD)系统,电子束(离子束)蒸发系统等十几种标准型号产品外,还可针对用户需求定制更复杂的MBE系统,在用户中具有很好的声誉.目前DCA公司的主流MBE产品有:RX型(单片1",4组

12、共l6个源炉端口)MBE系统,R450型(单片3",8个源炉端口)MBE系统,P600型(单片6"或3个2",12个源炉端口)MBE系统,SGC1000型(单片12"或4个4",4个电子枪端口,6个源炉端口,晶片全自动传送超高真空(UHV)组件)MP,E系统等一2009年?第5期技术交流中国材料科技与设备(双月刊)R45oMBE系统R450MBEsystemP600MBE系统P60OMBEsystem?美国SVTAssociates公司美国sVTAssociates(SVTA)公司成立于1993年,其前身足PerkinElmer(PE公司)Ph

13、ysicalElectronicsMBEGroup,由研发实验室和设备生产部两个部门组成.作为当今MBE没备的主要供应商和技术研发机构之一,它在全球拥有近140个MBE系统在不同的领域生长材料(国际MBE市场份额排名第四位).SVTA公司与众多科研机构展开合作,过去1O年中获得了美国政府和大型客户的奖励和科研资助经费超过200万美元,是目前唯一既能生产MBE系统,部件,又能独立开发工艺,原位监测外延状态,生长材料的分子束外延公司.SVTA公司的主流产品包括:SVT35一V系列(单片2"6",源炉端口8个,6"机型可向下兼容多片2")MBE系统,SVTDu

14、al35一V系列(双生长室,单片2"-6"或3×4",源炉端口12个)MBE系统,ALD-01/02型原子层沉积系统,PLI>100/200/400型脉冲激光沉积系统,SMARTE/r_O1型磁控溅射系统,原位薄膜测试监测系统(如RHEED,原位阴极荧光光谱CI,IS4K原位温度&生长速率监测等),各种类型的蒸发源炉等产品.?德国Omicron公司德国()micronNanoTechnologyGmbH公司成立于1984年,是主要面向科研领域应用的小型专用MBE系统,超高真空表面制备和分析设备制造商,其产品范围覆盖MBE,P

15、LD,XPS,STM,AFM,I.EED,RHEED等几乎所有的超高真空表面制备和分析手段.Omicron公司的最大特点是可以根据用户的应厢需求定制生产各种专用MBE系统,并开发出了集成MBE,能谱分析(XPS)和扫描探针分析(M)等多种手段的薄膜制备和表面分析联合系统.它可SVTV一2.3型MBE系统SVTV一2.一3MBEsystemDual35一D4型双生长室MBE系统Dua135一D4MBEsystem以在超高真空下原位连续进行外延薄膜的能谱成分分析,表面形貌和物理效应分析,这种配置的突出优点是实现了外延材料的原位多种手段分析,这是德国()micron公司独一无二的技术优势.目前Omi

16、cron公司的薄膜制备和表面分析联合系统在国内已有中科院物理所,北京大学,国家纳米中心,香港中文大学等着名高校和科研院所的14家用户.下图是Omicron公司部分MBE产品的照片.小样品(15×10mii1)MBE系统MiniMBEsystem?英国OxfordAppliedResearch(OAR)公司英国牛津应用研究公司成立于1978年,曾荣获英国工业界的最高荣誉和奖励一英国女王的先进技术成果奖.其产品销售网络遍及全球,主要仪器产品广泛应用于表面科学,先进材料,半导体和纳米科技等领域,在国际市场上赢得了用户们的高度信任和极好评价,已跻身于国际领先的科学仪器制造商行列.中国材料科技

17、与设备(X2月刊)世界主要MBE设备制造商及产品简介2009年?第5期MBE+xPS+STM薄膜制备和表面分析联合系统MBE+XPS+STMunitedsystemOxford公司的主要产品有:NANoDEP60型纳米团粒薄膜沉积超高真空系统,NC200U型纳米团粒沉积源(从几十个原子至10nm尺度的材料团粒),气体射频裂解原子源(高效率裂解N2,O2和H2,最大功率600W-1200W),TC50型(单裂解区)和TC4X50型(四个裂解区)气体热裂解源(可裂解Hz,Oz,C1z,NH.,氢化物和碳氢化合物),低能直流氮离子/氧离子源(束流能量:d0200ev),小型电子束蒸发源(14种材料组

18、合共蒸发束源),RF25150型射频离子源(束流能量0-1Key,束流密度高于2mA/cm),DC25150型直流离子源(束流能量O一1Kev,束流4O一300n1A),ORG50V型阀控有机材料蒸发束源炉(大容量,多种束流引出型态),RFK30型固体射频裂解源(蒸发裂解如磷,砷,硒和硫等多原子态固体为以单原子为绝对主流的活性束流),QC5OO型固体阀控射频裂解源等.纳米团粒薄膜沉积超高真空系统NanoclusterDepositionSystem固体阀控射频裂解源ValvedRFSo1idCracker?德国MBEKomponenten公司德国MBE-KomponentenGmbH是一家创立于1989年专门生产各种MBE设备部件的专业化公司.主要产品是与各种MBE系统配套的分子束源炉,电子束蒸发源等MBE关键部件,其产品性能优异,质量可靠,具有极好的性价比,是着名MBE系统制造商VG-Semicon(Riber)和()micron的指定蒸发源供应商.MBE-Komponenten公司的蒸发源产品种类非常齐全,包括各种温度范围的热丝蒸发源(分为低温NTEZ,标准WEZ和高温HTEZ,HTS),裂解源(VACS,VGCS),电子束蒸发源(EBV),掺杂源以及各种气源(原子氢源,气体裂解源等).每种不同的蒸发源按照其安装法兰尺寸和坩埚容量大小等又进一步细分为双灯