РОСТОВОЙ МАНИПУЛЯТОР ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР

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, GB21817447A.
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. Штанга установлена внутри полого трубчатого элемента и сопряжена с ним посредством подшипников. Полый трубчатый элемент снабжен держателем подложки, а также приводом вертикального возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде сильфона. Сильфон снабжен механизмом, осуществляющим его сжатие-растяжение. Держатель подложки установлен с возможностью захвата и
освобождения в захватном механизме, включающем L-образные консоли, горизонтальные элементы которых выполнены с возможностью размещения на них держателя подложки, а их вертикальные элементы прикреплены верхними концами к диску с центральным отверстием. Полый трубчатый элемент пропущен через это отверстие и снабжен механизмом, осуществляющим его вращение. По контуру центрального отверстия прикреплена каретка, снабженная роликами, поджатыми к наружной поверхности полого трубчатого элемента, ЕРА92117113.8, публикация N0529687A2.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности регулировки пределов расстояния между нагревателем и подложкой; кроме того, управление захватным механизмом происходит с помощью отдельного привода, используемого только для этой цели, что усложняет устройство.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности регулировки пределов расстояния между нагревателем и подложкой, что позволяет использовать ростовой манипулятор в вакуумных камерах различных размеров; кроме того, решается задача упрощения и удешевления конструкции устройства.
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, полый трубчатый элемент, держатель подложки, при этом штанга установлена внутри полого трубчатого элемента, а держатель подложки установлен с возможностью его захвата и освобождения в захватном механизме, включающем L-образные консоли, горизонтальные элементы которых выполнены с возможностью размещения на них
держателя подложки, а их вертикальные элементы прикреплены верхними концами к диску с центральным отверстием, полый трубчатый элемент пропущен через центральное отверстие диска, к которому по контуру центрального отверстия прикреплена каретка, снабженная роликами, поджатыми к наружной поверхности полого трубчатого элемента, новым является то, что на внутренней поверхности крышки вакуумной камеры выполнены с возможностью упирания в них каретки регулируемые по высоте упоры, на наружной поверхности полого трубчатого элемента укреплены с возможностью упирания в них роликов переставные по высоте полого трубчатого элемента упоры, к нижнему концу полого трубчатого элемента прикреплен диск с центральным отверстием и отверстиями, выполненными по его периферии, в центральное отверстие этого диска пропущена штанга, а в отверстия, выполненные по его периферии, пропущены вертикальные элементы L-образных консолей, при этом между диском, прикрепленным к L-образным консолям, и диском, прикрепленным к полому трубчатому элементу, размещены упругие элементы.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых схематически изображены:
на фиг.1 - продольный разрез устройства;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
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. Штанга 3 установлена внутри полого трубчатого элемента 5. Держатель 6 подложки 7 установлен с возможностью его захвата и освобождения в
захватном механизме, включающем L-образные консоли 8. Горизонтальные элементы консолей 8 выполнены с возможностью размещения на них держателя 6 подложки 7, а их вертикальные элементы прикреплены верхними концами к диску 9 с центральным отверстием 10. Полый трубчатый элемент пропущен через отверстие 10. К диску 9 по контуру центрального отверстия 10 прикреплена каретка 11, снабженная роликами 12. В конкретном примере имеются 4 пары роликов 12. Ролики 12 поджаты к наружной поверхности полого трубчатого элемента 5. На внутренней поверхности крышки 2 вакуумной камеры размещены с возможностью упирания в них каретки 11 регулируемые по высоте упоры 13. В конкретном примере упоры 13 представляют собой винты, ввинчиваемые в крышку 2. На наружной поверхности полого трубчатого элемента 5 укреплены с возможностью упирания в них роликов 12 переставные по высоте полого трубчатого элемента 5 упоры 14. В конкретном примере упоры 14 выполнены в виде разрезного кольца с винтовой стяжкой. К нижнему концу полого трубчатого элемента 5 прикреплен диск 15 с центральным отверстием 16 и отверстиями 17, выполненными по его периферии. В центральное отверстие 16 пропущена штанга 3, в отверстия 17 пропущены вертикальные элементы L-образных консолей. Между диском 9, прикрепленным к L-образным консолям, и диском 15, прикрепленным к полому трубчатому элементу, размещены упругие элементы, в конкретном примере пружины 18. Ввод держателя 6 с подложкой 7 в корпус 1 вакуумной камеры и извлечение из него осуществляется через отверстие 19 с крышкой 20. Маневрирование ростовым манипулятором по высоте производится с помощью привода 21. Испарение материалов для выращивания на подложке 7 полупроводниковой гетероструктуры происходит с помощью источников 22.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
С помощью привода 21 поднимают ростовой манипулятор. В определенный момент каретка 11 упирается в упоры 13, и ролики 12 катятся вниз по полому трубчатому элементу 5, при этом сжимаются пружины 18. Расстояние между нагревателем 4 и горизонтальными элементами L-образных консолей 8 увеличивается. При достижении необходимого для ввода держателя 6 с подложкой 7 значения этого расстояния прекращают подъем ростового манипулятора; снимают крышку 20 и через отверстие 19 вводят вручную или с помощью механических средств держатель 6 с подложкой 7 внутрь корпуса 1 вакуумной камеры, подводят держатель 6 к L-образным консолям 8 и кладут держатель на их горизонтальные элементы. Закрывают отверстие 19 крышкой 20. С помощью привода 21 опускают ростовой манипулятор. Пружины 18 распрямляются, и ролики 12 катятся вверх по полому трубчатому элементу 5 до достижения ими упоров 14; каретка 11 останавливается. Таким образом устанавливается заданное расстояние от держателя 6 с подложкой 7 до источников 22. Затем нагревают подложку 7, установленную в держателе 6, нагревателем 4 и начинают процесс выращивания полупроводниковой гетероструктуры. После окончания этого процесса с помощью привода 21 поднимают ростовой манипулятор. В определенный момент каретка 11 упирается в упоры 13, и ролики 12 катятся вниз по полому трубчатому элементу 5, а также сжимаются пружины 18. При достижении необходимого положения держателя 6 прекращают подъем ростового манипулятора, снимают крышку 20 и через отверстие 19 вынимают вручную или с помощью механических средств держатель 6 с подложкой 7 из корпуса 1 вакуумной камеры. После этого закрывают выходное отверстие 19 корпуса 1 вакуумной камеры крышкой 20.
Благодаря регулированию высоты упоров 13 и положения упоров 14 на полом трубчатом элементе 5 обеспечивается возможность регулировки пределов расстояния между нагревателем и подложкой, что
позволяет использовать ростовой манипулятор в вакуумных камерах различных размеров.