华兆科技丨GENxplor R&D MBE分子束外延系统解决方案

主要技术指标

• 样品尺寸：最大 3 英寸，兼容 2 英寸及部分晶圆

• 真空系统：

进样室：优于 5E-8Torr

预处理室：优于 9E-10Torr

生长室：优于 5E-11Torr

• 加热系统：

标准最高 1200°C，可升级至 > 1850°C

晶圆温度控制精度 <<0.5°C

• 源配置：

最多 10 个源端口

支持：Ga、In、Al、As、Sb、Bi、Si (掺杂)、Be (掺杂)、GaTe (掺杂) 等

可选电子束源、SUMO 源、可伸缩源

• 材料兼容性：

III-V 族 (GaAs、InP、GaN 基)

II-VI 族、氧化物、高温超导体等

• 薄膜质量：均匀性高，粗糙度 <<0.5nm/µm²

• 系统尺寸：比传统 MBE 系统小 40%，单框架设计

• 软件：Molly® 集成控制系统，支持自动化生长

系统配置选项

• 标准单灯丝源、双灯丝源

• SUMO 源 (用于 Ga、In 等元素)

• 电子束蒸发源 (用于高熔点材料)

• 掺杂源 (Be、Si 等)

二、样品处理

痛点：研发过程中，真空环境的稳定性直接影响外延层的纯度与结晶质量，传统设备易出现真空泄漏、杂质残留等问题，导致薄膜粗糙度超标、位错密度过高，无法满足先进材料研发需求。

技术解决方案：GENxplor  R&D  MBE分子束外延系统搭载高性能超高真空系统，采用隔离式制备腔室设计，结合成熟的真空密封技术，将生长室真空度提升至5E-11Torr的出色水平，有效隔绝空气杂质与水汽污染。同时，设备配备完善的真空监测与反馈机制，实时监控真空状态，及时预警泄漏风险，确保外延生长全程处于高洁净环境，助力制备粗糙度＜0.5nm/µm²的高质量外延层，为量子点、纳米线等精密结构的生长提供保障。

二、温度控制精度低+温场不均，适配性受限

痛点：不同材料（如GaN、AlN、氧化物）的外延生长对温度要求差异极大，传统设备温度调节范围窄、温场分布不均，无法兼顾多种材料研发，且易出现晶圆局部温度偏差，导致外延层厚度不均、性能波动。

技术解决方案：设备搭载高温加热器，最高温度可突破1850℃，覆盖从低温到高温的全范围生长需求，适配GaAs、氮化物、氧化物等多体系材料研发。同时，采用精准温场调控技术，实现晶圆表面温度偏差＜0.5℃，确保外延层厚度均匀、成分稳定。此外，支持温度参数的精准编程与自动化调节，结合Molly软件的实时数据反馈，可根据不同材料的生长需求灵活调整温度曲线，大幅提升研发适配性。

三、设备体积庞大+安装繁琐，占用实验室空间

痛点：传统MBE设备结构分散，真空硬件与电子设备分开布置，体积庞大，对实验室空间要求严苛，且安装流程复杂、耗时久，影响研发进度的推进。

技术解决方案：GENxplor  R&D  MBE分子束外延系统采用单框架全集成设计，将所有真空硬件、电子设备整合于单一框架之上，相比传统设备体积缩小40%，极大优化实验室空间利用率。同时，一体化结构简化了安装流程，无需复杂的分部件组装，大幅缩短安装时间，且开放式悬臂生长腔设计，方便操作人员接触 effusion cells（蒸发源），提升操作便捷性。

四、操作复杂+数据记录不完整，研发效率低下

痛点：MBE设备操作门槛高，传统设备需手动编写生长配方、手动调控参数，且数据记录不连贯，易出现人为操作误差，导致实验重复性差、研发周期延长，增加科研成本。

技术解决方案：集成Molly®智能操控软件，打造“简易操作+智能管控"的研发体验。软件支持可视化配方编写，无需专业编程基础即可完成生长参数设置；具备自动化生长控制功能，精准执行生长流程，减少人为误差；同时实现24小时实时数据记录，完整留存生长过程中的温度、真空度、束流等关键参数，便于实验复盘与工艺优化，大幅提升研发效率与实验重复性。

Ⅲ-Ⅴ 族激光器、LED、光电探测器；深紫外 AlGaN 器件；Ⅲ-Ⅴ 多结太阳能电池；量子阱 / 量子点光电器件。

二、高频 / 微波与功率电子

HEMT、HBT 等射频器件；5G/6G 通信核心芯片；宽禁带耐高温功率电子器件。

三、量子信息与低维材料

量子点、单光子源、量子线；二维材料、拓扑绝缘体；量子传感与量子计算外延材料。

四、氧化物、超导与新型功能材料

高温超导薄膜；强关联氧化物、多铁材料；氧化物异质结与透明导电氧化物。

应用案例

一、浙江大学

微纳加工中心利用GENxplor  R&D  MBE分子束外延系统可以生长纳米级的量子点、纳米线，可以在原子层量级精确控制薄膜厚度和掺杂度、通过衬底的晶格来调控薄膜的轨道基本态和生长超晶格结构。

二、中山大学

GENxplor R&D MBE分子束外延系统采用 SUMO 源炉技术，源材料利用率提高 30%，实验成本降低 25%，在 "半导体激光器"、"光通信器件" 领域发表 SCI 论文 40 + 篇。

三、南京大学

一、前期准备：精准适配，提前规划

交付前，团队提前勘查现场，确认实验室环境条件，出具定制化安装方案，核对设备及资料清单，保障完好交付。

二、安装调试：专业高效，精准落地

安装调试：专业团队上门安装，完成线路布置与全系统三级自检调试，验证核心性能，出具调试报告，确认验收。

三、人员培训：分层授课，实操赋能

定制分层培训，通过“理论+实操"模式，覆盖设备操作、维护等核心内容，考核合格后颁发证书，配套培训资料。

四、售后保障：全程护航，快速响应

提供7×24小时远程技术支持、备件供应、定期巡检校准及软件升级服务，全程护航设备稳定运行。

在前沿材料研发日趋激烈的今天，GENxplor  R&D  MBE分子束外延系统以“全集成设计、精准性能、灵活适配"的核心优势，精准破解研发痛点，实现从科研到量产的无缝衔接，为第三代半导体、量子器件、高效光伏等领域的创新发展提供强大支撑。