CN117535790B - 基于声表面波原位注入的分子束外延生长台及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台及其实现方法。本发明的分子束外延生长台包括声表面波发生器和供电支架；本发明的分子束外延生长台能够直接应用于真空分子外延生长设备中生长半导体晶体，供电支架为表面波发生基底以无线射频形式提供设定频率的交流电信号，在分子外延生长的过程中原位产生声表面波，从而实现声表面波辅助的半导体晶体的分子束外延生长；并且，压电半导体薄膜采用具有良好耐热性的材料，能够在高温正常工作；本发明设计的结构能够很好与当前商用分子外延生长设备兼容，在无需改装生长腔体的情况下原位产生声表面波，从而辅助分子外延生长。
Description
技术领域
本发明涉及分子束外延生长技术，具体涉及一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台及其实现方法。
背景技术
随着现代电子设备和电子器件的不断发展，新型半导体材料的研究和开发需求日益增长。分子束外延技术（MBE）是一种能够高质量合成半导体薄膜的方法，可以极大的推动新型半导体材料的研发工作。在分子束外延系统中原位引入声场来辅助晶体在衬底表面的成核和生长将为元素组分调控和晶体质量改善提供新的调控维度。然而遗憾的是，受限于设备改装的困难和高真空系统的脆弱性和敏感性，一直以来都很难在传统分子束外延设备中找到耦合声场的方法。
声表面波谐振器能够在固体表面的薄层中激发一种驻波，这种驻波以横波的形式传播并引起固体表面的周期性振动。如果能在半导体生长的过程中，在晶体成核生长的界面处引入声表面波，就能够实现对晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控。然而通常分子束外延生长台的工作温度在500℃~1200℃，这样的高温环境会使得绝大多数声表面波谐振器失效。因此，迫切需要一种能够在高温下工作的且能够与分子束外延技术相兼容的声表面波器件。
发明内容
针对以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台及其实现方法，实现声表面波辅助的分子束外延生长的功能；本发明设计的结构能够很好与当前商用分子外延生长设备兼容，在无需改装生长腔体的情况下原位产生声表面波，从而辅助分子外延生长。
本发明的一个目的在于提出一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台。
本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台放置在分子束外延生长装置中的生长腔内，生长腔内真空；基于声表面波原位注入的分子束外延生长台包括：声表面波发生器和供电支架；声表面波发生器放置在供电支架上；
声表面波发生器包括基底、压电半导体薄膜、接触电极、声表面波驻波发生器、声表面波行波发生器、声表面波反射壁和声表面波吸收壁；其中，基底为平板状，基底的边缘形状与生长腔的内壁形状一致；基底的上表面平行于xy平面，以声表面波的传播方向为x轴，与x轴垂直的方向为y轴，与基底的上表面垂直的方向为z轴，z轴的正方向为从基底的下表面指向基底的上表面，压电半导体薄膜的上表面中心为坐标轴的中心；在基底的上表面合成压电半导体薄膜，压电半导体薄膜覆盖基底的上表面；在压电半导体薄膜的上表面沿x轴的两端分别设置接触电极，一对接触电极关于y轴对称，接触电极与压电半导体薄膜之间设置绝缘层；在一对接触电极之间设置声表面波反射壁，声表面波反射壁的上表面中心位于xy平面的中心，且关于x轴对称，沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；在压电半导体薄膜的上表面且沿y轴位于声表面波反射壁的两侧分别设置声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器，声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的对称轴平行于x轴；在压电半导体薄膜的上表面且沿y轴位于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的外侧分别设置声表面波吸收壁，沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；一对接触电极连接至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器；
声表面波驻波发生器包括位于中间的驻波叉指电极以及分别位于驻波叉指电极两端的驻波布拉格反射栅；
声表面波行波发生器包括行波叉指电极、行波布拉格反射栅和声表面波耗散器；其中，沿x轴方向，行波叉指电极位于中间，行波布拉格反射栅和声表面波耗散器分别位于行波叉指电极的两端，声表面波耗散器沿y轴的宽度大于行波叉指电极的宽度；
在压电半导体薄膜上不设置有接触电极、行波和驻波叉指电极、行波和驻波布拉格反射栅、声表面波耗散器、声表面波反射壁以及声表面波吸收壁的表面作为半导体薄膜生长区；
供电支架包括供电线圈、供电电极和绝缘支撑结构；其中，在绝缘支撑结构内设置供电线圈；在供电支架的表面设置一对互相绝缘的供电电极；供电电极连接至供电线圈；
声表面波发生器倒扣在供电支架上；一对供电电极分别与相对应的接触电极的表面接触，实现电学连接；
在分子束外延生长装置中的生长室内，在声表面波发生器沿z轴的正方向上，设置两种生长源；供电线圈通过互感效应产生交流电信号，经过供电电极和接触电极传输至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的驻波和行波叉指电极；交流电信号驱动驻波和行波叉指电极下方的压电半导体薄膜发生周期性振动，在压电半导体薄膜的表面产生驻波和行波的声表面波，驻波和行波以声表面波的形式注入至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器内部的半导体薄膜生长区中；同时，位于生长室内的两种生长源在高温条件下向半导体薄膜生长区发射原子束和分子束，两种生长源的原子束和分子束接触到高温的半导体薄膜生长区的表面后，发生反应，在半导体薄膜生长区上生长半导体晶体；注入至半导体薄膜生长区中的声表面波，在声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的半导体薄膜生长区中形成周期性的机械振荡，形成应力，应力影响新长出的半导体晶体的位置，从而实现对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控；在生长半导体晶体的过程中，驻波的声表面波和行波的声表面波分别位于声表面波反射壁的两侧，声表面波反射壁阻止行波的声表面波和驻波的声表面波向对方区域传播；声表面波吸收壁吸收向压电半导体薄膜边缘传播的声表面波。
基底采用硅、二氧化硅、碳化硅或蓝宝石；厚度为0.2~5mm。
压电半导体薄膜采用氮化铝（AlN）压电薄膜或者稀土金属与氮化物（RAlN）半导体材料形成的合金压电薄膜，如氮化钪铝（ScAlN）、氮化钇铝（YAlN）、氮化钪铝镓（ScAlGaN）或氮化钇铝镓（YAlGaN），均具有良好耐热性的材料，且居里温度超过了1000℃，因此分子束外延生长台的正常工作温度下能够正常工作；压电半导体薄膜的厚度为0.1~1mm。
声表面波驻波发生器中，沿x轴方向，驻波叉指电极位于中间，两个驻波布拉格反射栅分别位于驻波叉指结构沿x轴的两端。
声表面波行波发生器的行波叉指电极产生的声表面波在压电半导体薄膜的表面沿x轴传播，遇到一端的行波布拉格反射栅时发生全反射，向另一端传播，向另一端传播的声表面波遇到声表面波耗散器时被全部耗散，不会发生反射，从而产生行波；声表面波耗散器为对压电半导体薄膜进行部分刻蚀形成二维周期性的孔洞，相邻的两排交错排列，沿x轴排列的孔洞为一排，即相邻的两排之间沿x轴的排列相差半个周期。二维周期性的孔洞沿x和y方向的周期为5~25μm，孔洞的直径为4~20μm，孔洞的深度为10~100μm。
声表面波行波发生器和声表面波驻波发生器的行波和波驻叉指电极，宽度和间距为0.5μm~5μm，通过改变行波和驻波叉指电极的宽度和间距，调节行波和驻波的声表面波的最佳工作频率，宽度和间距越小，最佳工作频率越大；行波和波驻叉指电极的长度为5mm~1cm，通过改变行波和波驻叉指电极的长度，调节声表面波的沿y方向的传播宽度，长度越长，传播宽度越宽；行波和波驻叉指电极的数量为100~1000对，通过改变行波和波驻叉指电极的数量，调节声表面波的x方向的传播距离和传播强度，数量越多，传播距离越长且传播强度越大。
声表面波反射壁为刻蚀压电半导体薄膜的上表面形成的反射壁凹槽；声表面波在压电半导体薄膜与真空界面处发生全反射，实现对声表面波反射，能够将声表面波有效反射和截断；反射壁凹槽为长方体，宽度大于1mm，长度大于声表面波行波发生器和声表面波驻波发生器，深度大于6μm。
声表面波吸收壁为对压电半导体薄膜进行部分刻蚀形成二维周期性的孔洞，相邻的两排交错排列，沿x轴排列的孔洞为一排，即相邻的两排之间沿x轴的排列相差半个周期。二维周期性的孔洞沿x和y方向的周期为5~25μm，孔洞的直径为4~20μm，孔洞的深度为10~100μm。
分子束外延生长装置中的生长腔内的真空度达到10-7Torr以上。
进一步，还包括射频信号发生器，设置在生长腔外，与声表面波发生器的压电半导体薄膜位于同一水平面，射频信号发生器采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号，频率范围为1.2GHz~6GHz；供电线圈将供射频信号转化为交流电信号。射频信号发生器的工作频率位于声表面波行波发生器和声表面波驻波发生器的最佳工作频率附近，±0.5Hz内。
供电支架的绝缘支撑结构采用耐高温的绝缘材料，为环形；在供电支架内刻蚀形成一圈环形凹槽，在环形凹槽内设置供电线圈；在供电支架的表面设置一对供电电极，一对供电电极沿y轴对称，并且互相绝缘，尽可能长以降低接触电阻，一对供电电极的位置分别与一对接触电极的位置相对应；供电电极连接至供电支架的供电线圈。绝缘支撑结构采用采用氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷或碳化硼陶瓷。
本发明的另一个目的在于提出一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的实现方法。
本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的实现方法，包括以下步骤：
1）声表面波发生器倒扣在供电支架上；声表面波发生器的一对供电电极分别与相对应的供电支架的接触电极的表面接触，实现电学连接；
2）在分子束外延生长装置中的生长室内，在声表面波发生器沿z轴的正方向上，设置两种生长源；
3）位于生长腔外的射频信号发生器采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号；供电线圈通过互感效应将射频信号转化交流电信号，经过供电电极和接触电极传输至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的驻波和行波叉指电极；
4）交流电信号驱动驻波和行波叉指电极下方的压电半导体薄膜发生周期性振动，在压电半导体薄膜的表面产生驻波和行波的声表面波，驻波和行波以声表面波的形式注入至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器内部的半导体薄膜生长区中；
5）同时，位于生长室内的两种生长源在生长温度下向半导体薄膜生长区发射原子束和分子束，两种生长源的原子束和分子束接触到高温的半导体薄膜生长区的表面后，发生反应，在半导体薄膜生长区上生长半导体晶体；
6）注入至半导体薄膜生长区中的声表面波，在声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的半导体薄膜生长区中形成周期性的机械振荡，形成应力，应力影响新长出的半导体晶体的位置，从而实现对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控；
7）在生长半导体晶体的过程中，驻波的声表面波和行波的声表面波分别位于声表面波反射壁的两侧，声表面波反射壁阻止行波的声表面波和驻波的声表面波向对方区域传播；声表面波吸收壁吸收向压电半导体薄膜边缘传播的声表面波。
其中，在步骤5）中，两种生长源分别为IIIA族和VA族元素，从而合成IIIA族和VA族化合物半导体；在半导体薄膜生长区上生长的半导体晶体，使得压电半导体薄膜的厚度变厚，压电半导体薄膜的厚度增长速度缓慢，每小时为纳米量级，远小于声表面波反射壁和声表面波吸收壁的深度，不影响声表面波发生器的正常运行；压电半导体薄膜的厚度增长速度为每小时为纳米量级，声表面波反射壁和声表面波吸收壁的深度为微米量级，声表面波反射壁和声表面波吸收壁的深度为微米量级，增长速度为每小时10nm~200nm，为吸收壁和反射壁最小深度的一百分之一量级，不影响声表面波发生器的正常运行。生长温度和高温为500℃~1200℃。
在步骤6）中，周期性的机械振荡对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控包括：机械振荡对半导体晶体生长界面处施加交替变化的压应力和张应力，应力变化频率等于机械振荡频率，机械振荡频率等于射频电信号频率，张应力和压应力的强度随射频电信号强度增大而增大；晶核颗粒位置随机械振荡沿Z方向上下摆动，沿声表面波的传播方向即x方向的摆动位置随射频电信号频率的改变而周期性变化，摆动幅度随射频电信号强度增大而增大。
在步骤7）中，位于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器之间的声表面波反射壁，防止声表面波行波发生器与声表面波驻波发生器之间的相互干扰；声表面波吸收壁防止声表面波注入器功率过大时声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器产生的共振噪声损坏器件；声表面波注入器功率过大是指声表面波注入器功率超过1W。
本发明的优点：
本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台能够直接应用于真空分子外延生长设备中，供电支架为声表面波发生基底以无线射频形式提供设定频率的交流电信号，声表面波发生器的半导体薄膜生长区在分子外延生长的过程中原位产生声表面波，从而实现声表面波辅助的分子束外延生长；并且，压电半导体薄膜采用具有良好耐热性的材料，其居里温度超过了1000℃，因此分子束外延生长台能够在超过1000℃的工作温度下正常工作；本发明设计的结构能够很好与当前商用分子外延生长设备兼容，在无需改装生长腔体的情况下原位产生声表面波，从而辅助分子外延生长。
附图说明
图1为本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的一个实施例的声表面波发生器的俯视图；
图2为沿图1中A-A’线的剖面图；
图3为沿图1中B-B’线的剖面图；
图4为沿图1中C-C’线的剖面图；
图5为沿图1中D-D’线的剖面图；
图6为本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的一个实施例的供电支架的俯视图；
图7为本发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的声表面波发生器倒扣在供电支架上沿图6中E-E’线的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
本实施例的发明的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台放置在位于分子束外延生长装置中的生长腔内，生长腔内真空；基于声表面波原位注入的分子束外延生长台包括：声表面波发生器I和供电支架II；声表面波发生器I放置在供电支架II上；
如图1至5所示，声表面波发生器I包括基底1、压电半导体薄膜2、接触电极3、声表面波驻波发生器、声表面波行波发生器、声表面波反射壁6和声表面波吸收壁7；其中，基底1为平板状，基底1的边缘形状为圆形，与圆柱形的生长腔的内壁形状一致；在基底1的上表面合成压电半导体薄膜2，压电半导体薄膜2覆盖基底1的上表面；压电半导体薄膜2的上表面位于xy平面，以声表面波的传播方向为x轴，与x轴垂直的方向为y轴，与压电半导体薄膜2的上表面垂直的方向为z轴，z轴的正方向为从基底1的下表面指向压电半导体薄膜2的上表面，压电半导体薄膜2的上表面中心为坐标轴的中心；在压电半导体薄膜2的上表面沿x轴的两端分别设置接触电极3，一对接触电极3关于y轴对称，接触电极3与压电半导体薄膜2之间设置绝缘层20；在一对接触电极3之间设置声表面波反射壁6，声表面波反射壁6的上表面中心位于xy平面的中心，且关于x轴对称，沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；在压电半导体薄膜2的上表面且沿y轴位于声表面波反射壁6的两侧分别设置声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器，声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的对称轴平行于x轴；在压电半导体薄膜2的上表面且沿y轴位于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的外侧分别设置声表面波吸收壁7，沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；一对接触电极3连接至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器。
如图1和2所示，声表面波驻波发生器包括位于中间的驻波叉指电极41以及分别位于驻波叉指电极两端的驻波布拉格反射栅42；驻波叉指电极41包括一对电极阵列；驻波叉指电极41的宽度为1μm，间距为1μm，对应的最佳工作频率为1.7GHz，即生长腔外的射频信号发生器发射一个1.7GHz的射频信号，采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号，供电线圈将供射频信号转化为1.7GHz的交流电信号。
如图1和3所示，声表面波行波发生器包括行波叉指电极51、行波布拉格反射栅52和声表面波耗散器53；其中，沿x轴方向，行波叉指电极位于中间，行波叉指电极51包括一对电极阵列，行波布拉格反射栅52和声表面波耗散器53分别行波叉指电极51的两端；声表面波耗散器为对压电半导体薄膜2进行部分刻蚀形成二维周期性的孔洞，周期为25μm，孔洞直径为20μm，间距为5μm，深度为10μm，相邻的两排交错排列，沿x轴的排列为排，即相邻的两排之间沿x轴的排列相差半个周期；行波叉指电极51产生的声表面波在压电半导体薄膜2的表面沿x轴传播，遇到一端的行波布拉格反射栅52时发生全反射，向另一端传播，向另一端传播的声表面波遇到声表面波耗散器53时被全部耗散，不会发生反射，从而产生行波；行波叉指电极51的宽度为1μm，间距为1μm，对应的最佳工作频率为1.7GHz。
如图4所示，声表面波反射壁6为刻蚀压电半导体薄膜2的上表面形成的凹槽；声表面波在压电半导体薄膜2与真空界面处发生全反射，实现对声表面波反射，能够将声表面波有效反射和截断；反射壁凹槽为长方体，长宽高分别为；沿x轴的长度为40mm，沿y轴的宽度为3mm，沿z轴的高度即刻蚀深度为10μm。
如图5所示，声表面波吸收壁7为对压电半导体薄膜2进行部分刻蚀形成二维周期性的孔洞，周期为25μm，孔洞直径为20μm，间距为5μm，深度为10μm，相邻的两排交错排列，沿x轴的排列为排，即相邻的两排之间沿x轴的排列相差半个周期。
在压电半导体薄膜2上不设置有接触电极3、行波叉指电极51、驻波叉指电极41、行波布拉格反射栅52、驻波布拉格反射栅42、声表面波耗散器53、声表面波反射壁6以及声表面波吸收壁7的表面作为半导体薄膜生长区，如图1中点图案填充的区域。
如图6所示，供电支架II包括供电线圈8、供电电极9和绝缘支撑结构10；其中，绝缘支撑结构10采用耐高温的绝缘材料，为环形；在供电支架内刻蚀形成一圈环形凹槽，在环形凹槽内设置供电线圈8；在供电支架的表面刻蚀两个对称的弧形凹槽，在两个凹槽内分别设置供电电极9，一对供电电极9沿y轴对称，两个凹槽之间保留绝缘支撑结构10的材料使得一对供电电极9互相绝缘，尽可能长以降低接触电阻，一对供电电极9的位置分别与一对接触电极3的位置相对应；供电电极9连接至供电支架的供电线圈8。
如图7所示，声表面波发生器I倒扣在供电支架II上；一对供电电极9分别与相对应的接触电极3的表面接触，实现电学连接。
在本实施例中，基底1采用硅，厚度为0.5mm；压电半导体薄膜2采用氮化铝压电薄膜，厚度为0.1mm。
本实施例的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的实现方法，包括以下步骤：
1）声表面波发生器倒扣在供电支架上；声表面波发生器的一对供电电极分别与相对应的供电支架的接触电极3的表面接触，实现电学连接；
2）在分子束外延生长装置中的生长室内，在声表面波发生器沿z轴的正方向上，设置两种生长源，分别为镓Ga和砷As，Ga和As放置于坩埚中，将坩埚加热至500度以上后，砷的原子和分子束以及镓的原子和分子束产生，至声表面波发生器上；
3）位于生长腔外的射频信号发生器采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号；供电线圈通过互感效应将射频信号转化交流电信号，经过供电电极和接触电极3传输至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的叉指电极；
4）交流电信号驱动叉指电极下方的压电半导体薄膜2发生周期性振动，在压电半导体薄膜2的表面产生驻波和行波的声表面波，驻波和行波以声表面波的形式注入至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器内部的半导体薄膜生长区中；
5）同时，位于生长室内的两种生长源在高温条件下向半导体薄膜生长区发射原子束和分子束，两种生长源的原子束和分子束接触到高温的半导体薄膜生长区的表面后，发生反应生成化合物砷化镓，形成在半导体薄膜生长区上，在半导体薄膜生长区上生长砷化镓的半导体晶体，使得压电半导体薄膜2的厚度变厚，压电半导体薄膜2的厚度增长速度缓慢，每小时为纳米量级，远小于声表面波反射壁6和声表面波吸收壁7的深度，不影响声表面波发生器的正常运行；
6）注入至半导体薄膜生长区中的声表面波，在半导体薄膜生长区中形成周期性的机械振荡，形成应力，应力影响新长出的半导体晶体的位置，从而实现对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控；
7）在生长半导体晶体的过程中，位于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器之间的声表面波反射壁6，阻止行波的声表面波和驻波的声表面波向对方区域传播，防止声表面波行波发生器与声表面波驻波发生器之间的相互干扰；声表面波吸收壁7吸收向压电半导体薄膜边缘传播的声表面波，防止声表面波注入器功率超过1W时声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器产生的共振噪声损坏器件。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，所述基于声表面波原位注入的分子束外延生长台放置在分子束外延生长装置中的生长腔内，生长腔内真空，其特征在于，所述基于声表面波原位注入的分子束外延生长台包括：声表面波发生器和供电支架；声表面波发生器放置在供电支架上；
声表面波发生器包括基底、压电半导体薄膜、接触电极、声表面波驻波发生器、声表面波行波发生器、声表面波反射壁和声表面波吸收壁；其中，基底为平板状，基底的边缘形状与生长腔的内壁形状一致；压电半导体薄膜覆盖在基底的上表面；压电半导体薄膜的上表面位于xy平面，以声表面波的传播方向为x轴，与x轴垂直的方向为y轴，与压电半导体薄膜的上表面垂直的方向为z轴，z轴的正方向为从基底的下表面指向压电半导体薄膜的上表面，压电半导体薄膜的上表面中心为坐标轴的中心；在压电半导体薄膜的上表面沿x轴的两端分别设置接触电极，一对接触电极关于y轴对称，接触电极与压电半导体薄膜之间设置绝缘层；在一对接触电极之间设置声表面波反射壁，声表面波反射壁的上表面中心位于xy平面的中心，且关于x轴对称，沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；在压电半导体薄膜的上表面且沿y轴位于声表面波反射壁的两侧分别设置声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器，声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的对称轴平行于x轴；在压电半导体薄膜的上表面且沿y轴位于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的外侧分别设置声表面波吸收壁，声表面波吸收壁沿x轴的长度大于声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器的长度；一对接触电极连接至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器；
声表面波驻波发生器包括位于中间的驻波叉指电极以及分别位于驻波叉指电极两端的驻波布拉格反射栅；
声表面波行波发生器包括行波叉指电极、行波布拉格反射栅和声表面波耗散器；其中，沿x轴方向，行波叉指电极位于中间，行波布拉格反射栅和声表面波耗散器分别位于行波叉指电极的两端，声表面波耗散器沿y轴的宽度大于行波叉指电极的宽度；
在压电半导体薄膜上不设置有接触电极、行波和驻波叉指电极、行波和驻波布拉格反射栅、声表面波耗散器、声表面波反射壁以及声表面波吸收壁的表面作为半导体薄膜生长区；
供电支架包括供电线圈、供电电极和绝缘支撑结构；其中，在绝缘支撑结构内设置供电线圈；在供电支架的表面设置一对互相绝缘的供电电极，一对供电电极的位置分别与一对接触电极的位置相对应；供电电极连接至供电线圈；
声表面波发生器倒扣在供电支架上；一对供电电极分别与相对应的接触电极的表面接触，实现电学连接；
在分子束外延生长装置中的生长室内，在声表面波发生器沿z轴的正方向上，设置两种生长源；供电线圈通过互感效应产生交流电信号，经过供电电极和接触电极传输至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的驻波和行波叉指电极；交流电信号驱动驻波和行波叉指电极下方的压电半导体薄膜发生周期性振动，在压电半导体薄膜的表面产生驻波和行波的声表面波，驻波和行波以声表面波的形式注入至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器内部的半导体薄膜生长区中；同时，位于生长室内的两种生长源在生长温度下向半导体薄膜生长区发射原子束和分子束，两种生长源的原子束和分子束接触到高温的半导体薄膜生长区的表面后，发生反应，在半导体薄膜生长区上生长半导体晶体；注入至半导体薄膜生长区中的声表面波，在声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的半导体薄膜生长区中形成周期性的机械振荡，形成应力，应力影响新长出的半导体晶体的位置，从而实现对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控；在生长半导体晶体的过程中，驻波的声表面波和行波的声表面波分别位于声表面波反射壁的两侧，声表面波反射壁阻止行波的声表面波和驻波的声表面波向对方区域传播；声表面波吸收壁吸收向压电半导体薄膜边缘传播的声表面波。
2.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，所述基底采用硅、二氧化硅、碳化硅或蓝宝石。
3.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，所述压电半导体薄膜采用氮化铝压电薄膜或者稀土金属与氮化物半导体材料形成的合金压电薄膜。
4.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，所述声表面波反射壁为刻蚀压电半导体薄膜的上表面形成的反射壁凹槽；声表面波在压电半导体薄膜与真空界面处发生全反射，实现对声表面波反射；反射壁凹槽为长方体，宽度大于1mm，深度大于6μm。
5.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，所述声表面波吸收壁为对压电半导体薄膜进行部分刻蚀形成二维周期性的孔洞。
6.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，还包括射频信号发生器，所述射频信号发生器设置在生长腔外，与声表面波发生器的压电半导体薄膜位于同一水平面，射频信号发生器采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号。
7.如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台，其特征在于，所述绝缘支撑结构采用耐高温的绝缘材料，为环形；在供电支架内刻蚀形成一圈环形凹槽，在环形凹槽内设置供电线圈；在供电支架的表面设置一对供电电极，一对供电电极沿y轴对称，并且互相绝缘。
8.一种如权利要求1所述的基于声表面波原位注入的分子束外延生长台的实现方法，其特征在于，所述实现方法，包括以下步骤：
1）声表面波发生器倒扣在供电支架上；声表面波发生器的一对供电电极分别与相对应的供电支架的接触电极的表面接触，实现电学连接；
2）在分子束外延生长装置中的生长室内，在声表面波发生器沿z轴的正方向上，设置两种生长源；
3）位于生长腔外的射频信号发生器采用无线供电的方式为供电线圈提供射频信号；供电线圈通过互感效应将射频信号转化交流电信号，经过供电电极和接触电极传输至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的驻波和行波叉指电极；
4）交流电信号驱动驻波和行波叉指电极下方的压电半导体薄膜发生周期性振动，在压电半导体薄膜的表面产生驻波和行波的声表面波，驻波和行波以声表面波的形式注入至声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器内部的半导体薄膜生长区中；
5）同时，位于生长室内的两种生长源在生长温度下向半导体薄膜生长区发射原子束和分子束，两种生长源的原子束和分子束接触到高温的半导体薄膜生长区的表面后，发生反应，在半导体薄膜生长区上生长半导体晶体；
6）注入至半导体薄膜生长区中的声表面波，在声表面波驻波发生器和声表面波行波发生器中的半导体薄膜生长区中形成周期性的机械振荡，形成应力，应力影响新长出的半导体晶体的位置，从而实现对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控；
7）在生长半导体晶体的过程中，驻波的声表面波和行波的声表面波分别位于声表面波反射壁的两侧，声表面波反射壁阻止行波的声表面波和驻波的声表面波向对方区域传播；声表面波吸收壁吸收向压电半导体薄膜边缘传播的声表面波。
9.如权利要求8所述的实现方法，其特征在于，在步骤6）中，周期性的机械振荡对半导体晶体生长界面处的应力和晶核颗粒位置的精确调控包括：机械振荡对半导体晶体生长界面处施加交替变化的压应力和张应力，应力变化频率等于机械振荡频率，机械振荡频率等于射频电信号频率，张应力和压应力的强度随射频电信号强度增大而增大；晶核颗粒位置随机械振荡沿Z方向上下摆动，沿声表面波的传播方向即x方向的摆动位置随射频电信号频率的改变而周期性变化，摆动幅度随射频电信号强度增大而增大。
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