坩埚表面辐射率对分子束源炉温度场的影响

坩埚表面辐射率是影响坩埚性能的关键因素,直接决定了分子束外延的成膜质量,而错误的选型设计会降低坩埚性能。对分子束源炉内部复杂热场开展了机理研究和数值仿真计算,获得了坩埚表面辐射率对分子束源炉温度场的影响规律。研究发现降低坩埚表面辐射率可减少向外辐射热量,提高保温效果。采用ANSYS仿真分析源炉坩埚内部的温度场,发现坩埚埚口区域温度随着发射率的增加而降低:当发射率从0.05增加到0.95时,坩埚埚口区域温度最高降低90℃,验证了机理分析的结果。通过防氧化处理、精细抛光和表面喷涂特种涂料等处理方式降低坩埚材料表面粗糙度,能够降低坩埚表面辐射率。