이중 Filament 소스는 별도의 히터 두 개를 사용하여 도가니 전체의 온도 차이를 제어합니다. 소스 전체와 도가니 outgassing 및 성장 속도를 높이기 위해 하단의 filament가 필요합니다.
이중 Filament 소스는 알루미늄 전용 "cold-lip" 모드에 사용됩니다. 입구 부분은 도가니 나머지 부분보다 온도가 낮도록 유지되어 알루미늄 크리프를 방지합니다. 알루미늄 flux uniformity는 도가니 온도 변화율을 조절하여 최적화할 수 있습니다.
MBE용 이중 Filament 소스는 대부분의 상용 MBE 시스템에서 직접 교체를 포함해서 다양한 도가니 크기로 이용할 수 있습니다. 더 작은 충전량이 허용되고 빠른 소스 온도 상승이 중요한 경우 원추형 도가니가 있는 이중 표준 Filament 소스가 더 바람직할 수 있습니다.
많은 설비의 데이터를 통해 이중 Filament 소스가 타원형 결함 밀도를 현저하게 낮춘다는 점이 확인되었습니다. 결함 밀도는 "cold-lip" 단일 Filament 소스가 "hot-lip" 이중 Filament 소스로 교체될 때 5 - 10 사이의 인수로 감소합니다.
갈륨 및 인듐 증발용으로 사용되는 hot-lip 소스는 성장 표면에 타원형 결함이 생기지 않도록 하여 장치 성능을 높여 줍니다. 이러한 소스 관련 형태상 결함에 관한 가장 일반적인 이론은 결함의 원인이 용해물의 "튀는 현상"이며, 이러한 현상은 응축 액적이 도가니 오리피스에서 형성된 후 뜨거운 용해물로 다시 굴러 들어갈 때 발생한다는 것입니다.1
그림은 hot-lip 가열이 응축을 방지하여 튀는 현상을 없애는 방법을 보여 줍니다. 또한 갈륨 산화물과 같은 용해 불순물은 타원형 결함을 일으킬 수 있습니다. 이런 경우 액적이 주변 환경의 불순물을 축적할 수 있기 때문에 응축을 제거하는 것이 바람직합니다. 알루미늄에 이중 Filament 소스를 사용하면 충분한 오리피스 가열로 우수한 flux uniformity를 실현하며 동시에 "cold lip"으로 알루미늄 크리프를 방지하여 이로 인한 소스 열 차폐와 히터 filament 손상을 피할 수 있습니다. "cold-lip" 모드로 작동되는 이중 Filament 소스는 뛰어난 성능과 함께 향상된 알루미늄 소스 신뢰성을 자랑합니다.
1. D.G. Schlom, 외, J.Vac. Sci. Technol. B 7, 296(1989).