原位MBE束流监测系统

技术介绍 

kSA ACE 是一种高灵敏度的在线原位原子束流监测设备，它利用原子吸收光谱的原理来测量对应原子种类的通量率。该设备可整合到MBE分子束外 延，磁控溅射系统、电子束/热蒸发系统和PLD脉冲激光沉积等设备上，实时原位检测原子束流密度、生长速率，实现对薄膜成分控制。 

应用场景 

kSA ACE 可以独立测量每种待测材料，在多源蒸发或共溅射过程中提供精确的特定材料束流通量监测控制。凭借其在连续操作下的灵敏度 和长期可重复性，可广泛应用于 III-V 和 II-VI 化合物、半导体器件、薄膜传感器、太阳能电池、光学涂层、X 射线光学器件、平板显示器等领域的 薄膜生长监控。 

适用场景：

• MBE（分子束外延） 

• 蒸发镀膜:电子束、离子束辅助、热蒸发等 

• 溅射镀膜:RF/DC磁控,离子束等 

• PLD（脉冲激光沉积） 

• 等离子体刻蚀 

测量原理 

kSA ACE 可将多达三个阴极灯 (HCL) 的发射光谱组合成一个共线光束，并且测量过程中光束被分成参考通道和信号通道。参考通道和信号通道均由 高灵敏度、高空间分辨率的光谱仪连续监测，该光谱仪可同时监测多达三个元素。 参考通道为 HCL 强度波动提供连续校正。信号光束通过光纤耦合 到处理腔室上的透镜单元，然后光束通过蒸发源束流，从而引起原子吸收特征谱线衰减，此衰减与信号通道光束体积内的原子密度成比例关系。此外 该系统还包括一个氙气闪光灯光源，以校正视口涂层对测量产生的影响。整个光学系统保持温度稳定，以确保设备长期运行的稳定性。 

技术特点

1. 通过特定元素的原子吸收光谱提供对原子束流通量的实时监测，每个系统最测量三种元素，可实时测量生长速率和束流通量密度。

2. 提供与吸收率或生长速率成比例的 TCP/IP 模拟电压输出，用于过程控制。 

3. 系统主要包括：kSA ACE 机架、光学配件、探测器、光源和 kSA ACE 软件等。