JPH01138194A - 分子線エピタキシャル成長装置 - Google Patents
分子線エピタキシャル成長装置Info
- Publication number
- JPH01138194A JPH01138194A JP62294430A JP29443087A JPH01138194A JP H01138194 A JPH01138194 A JP H01138194A JP 62294430 A JP62294430 A JP 62294430A JP 29443087 A JP29443087 A JP 29443087A JP H01138194 A JPH01138194 A JP H01138194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molecular beam
- substrate
- shutter
- molecular
- main shutter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高真空中で材料元素を加熱して基板上に照射
することによシ、化合物半導体の分子線エピタキシャル
成長を行う装置に関するものである。
することによシ、化合物半導体の分子線エピタキシャル
成長を行う装置に関するものである。
従来の技術
最近、分子線エピタキシャル成長装置は化合物半導体等
の分野で盛んに利用されるようになってきた。この装置
の構成については、例えばｒ Ｐ、Ｈ。
の分野で盛んに利用されるようになってきた。この装置
の構成については、例えばｒ Ｐ、Ｈ。
Ｓｉｎｇｅｒ、Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ。
ｉｔａｘｙ。
Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ、０ｃｔｏｂｅｒ１９８３．７２−８０頁」に記
されている。以下第２図を参照して、従来の分子線エピ
タキシャル成長装置について説明する。
ｎａｌ、０ｃｔｏｂｅｒ１９８３．７２−８０頁」に記
されている。以下第２図を参照して、従来の分子線エピ
タキシャル成長装置について説明する。
第２図において、１は基板、２は主シヤツタ−，３と４
は分子線源、５と６は分子線源材料、７と８は分子線源
シャッターである。たとえば、砒化ガリウムの成長の場
合には、５にはガリウム、６には固体砒素が用いられる
。また、第２図では２つの分子線源の場合が示されてい
るが、一般には、ｎ型、ｐ型不純物元素用の分子線源が
追加される。
は分子線源、５と６は分子線源材料、７と８は分子線源
シャッターである。たとえば、砒化ガリウムの成長の場
合には、５にはガリウム、６には固体砒素が用いられる
。また、第２図では２つの分子線源の場合が示されてい
るが、一般には、ｎ型、ｐ型不純物元素用の分子線源が
追加される。
三元以上の多元素化合物の成長の場合には、さらに多く
の分子線源が用いられる。
の分子線源が用いられる。
分子線エピタキシャル成長の手順は次のように行われて
いる。基板１の位置の近くに、ヌードゲージと呼ばれる
真空計を置き、分子線源シャッターのひとつを開く。所
望の分子線強度に相当する真空計の指示が得られるまで
、分子線源の温度を調整する。調整の終了した分子線源
のシャッターを閉じ、他の分子線の強度の調整に移る。
いる。基板１の位置の近くに、ヌードゲージと呼ばれる
真空計を置き、分子線源シャッターのひとつを開く。所
望の分子線強度に相当する真空計の指示が得られるまで
、分子線源の温度を調整する。調整の終了した分子線源
のシャッターを閉じ、他の分子線の強度の調整に移る。
すべての分子線源の調整が終了すると、基板の温度を上
げる。主シャッターを開き、■族分子線源シャッターを
開く。Ｖ族分子線の照射により、基板の熱分解が防止さ
れる。基板の温度が成長温度に達した後、成長に用いる
すべての分子線源のシャッターが開かれ、成長が始まる
。
げる。主シャッターを開き、■族分子線源シャッターを
開く。Ｖ族分子線の照射により、基板の熱分解が防止さ
れる。基板の温度が成長温度に達した後、成長に用いる
すべての分子線源のシャッターが開かれ、成長が始まる
。
発明が解決しようとする問題点
しかし、以上のような装置では、次のような問題を有し
ていた。一般に化合物半導体は、その分子線エピタキシ
ャル成長温度近くの高温では不安定で、熱分解する。こ
の分解を抑えるために■族元素の照射が必要である。し
たがって、第２図のような構成で、基板を一旦成長温度
近くに昇温した後は、分子線強度を測定することができ
ない。
ていた。一般に化合物半導体は、その分子線エピタキシ
ャル成長温度近くの高温では不安定で、熱分解する。こ
の分解を抑えるために■族元素の照射が必要である。し
たがって、第２図のような構成で、基板を一旦成長温度
近くに昇温した後は、分子線強度を測定することができ
ない。
なぜなら■族元素の分子線強度を測定するためには、そ
れよシ通常は約１０〜２０倍大きい強度に設定される■
族分子線源をシャッターで閉じねばならず、そうすれば
、基板または成長途中の結晶の表面の熱分解による劣化
を避けることができないからである。
れよシ通常は約１０〜２０倍大きい強度に設定される■
族分子線源をシャッターで閉じねばならず、そうすれば
、基板または成長途中の結晶の表面の熱分解による劣化
を避けることができないからである。
本発明は上記問題を解決するもので、成長途中での分子
線強度の測定を可能とするものである。
線強度の測定を可能とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、基板直前に置かれた主シャッターに、基板側
へ向けてＶ族元素またはその水素化物を照射することに
より、上記目的を達成するものである。
へ向けてＶ族元素またはその水素化物を照射することに
より、上記目的を達成するものである。
作 用
閉じられた主シャッターから■族元素またはその水素化
物が照射されると、基板または成長途中の結晶表面の熱
分解は抑止される。したがって、基板または成長途中の
結晶の熱分解のおそれなくＶ族元素の分子線源のシャッ
ターを閉じることができ、主シャッターの近く、または
主シャッターの脇などの位置に置かれたヌードゲージに
より、分子線強度の測定が可能となる。
物が照射されると、基板または成長途中の結晶表面の熱
分解は抑止される。したがって、基板または成長途中の
結晶の熱分解のおそれなくＶ族元素の分子線源のシャッ
ターを閉じることができ、主シャッターの近く、または
主シャッターの脇などの位置に置かれたヌードゲージに
より、分子線強度の測定が可能となる。
実施例
第１図は本発明の一実施例における分子線エピタキシャ
ル装置の断面図である。第１図において、１１は基板、
１２は主シヤツタ−，１３と１４は分子線源、１５と１
６は分子線源材料で、たとえば１５はガリウム、１６は
砒素である。１７は分子線源シャッター、１８は主シャ
ッターに設けられた噴出口、１９は噴出口から基板１へ
向って照射される砒化水素の分子線、２ｏは分子線源１
３から来る分子線２１の強度を測定するヌードゲージで
ある。
ル装置の断面図である。第１図において、１１は基板、
１２は主シヤツタ−，１３と１４は分子線源、１５と１
６は分子線源材料で、たとえば１５はガリウム、１６は
砒素である。１７は分子線源シャッター、１８は主シャ
ッターに設けられた噴出口、１９は噴出口から基板１へ
向って照射される砒化水素の分子線、２ｏは分子線源１
３から来る分子線２１の強度を測定するヌードゲージで
ある。
上記構成において、基板１１は分子線１９の照射によシ
熱分解が抑えられている。そのため、第１図に示されて
いるように砒素１６のシャッター１７を閉じ、ガリウム
のシャッターを開きガリウムの分子線２１の強度を正確
に測定できる。同様にして、図には示されていないが、
ガリウムのシャッターを閉じ、砒素分子線源１４のシャ
ッター１７を開けば、砒素の分子線強度をヌードゲージ
２ｏで測定できる。このようにして得られた分子線強度
の値から、■族と■族の分子線強度比を算出することが
できる。この比は、高品質のエピタキシャル層を成長す
るために非常に重要な値であることが、たとえばアルミ
ニウム・ガリウム砒素ノムラ マノ の成長の場合について、「Ｙ、 Ｎｏｍｕｒ ａ 、
Ｍ、 Ｍａｎｎｏｈ 。
熱分解が抑えられている。そのため、第１図に示されて
いるように砒素１６のシャッター１７を閉じ、ガリウム
のシャッターを開きガリウムの分子線２１の強度を正確
に測定できる。同様にして、図には示されていないが、
ガリウムのシャッターを閉じ、砒素分子線源１４のシャ
ッター１７を開けば、砒素の分子線強度をヌードゲージ
２ｏで測定できる。このようにして得られた分子線強度
の値から、■族と■族の分子線強度比を算出することが
できる。この比は、高品質のエピタキシャル層を成長す
るために非常に重要な値であることが、たとえばアルミ
ニウム・ガリウム砒素ノムラ マノ の成長の場合について、「Ｙ、 Ｎｏｍｕｒ ａ 、
Ｍ、 Ｍａｎｎｏｈ 。
ａｎｄ Ｉ、Ｉ’！ｈｉｉ、 ＥｆＴ五’ ｏｆ Ｇｒ
’ｏｕｐ Ｖ、／ｌ［’ＩＬ’ｕｘエレクトロケミカル
ソサイアティｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｖｏｌ、１３１ 、Ａ１１
。
’ｏｕｐ Ｖ、／ｌ［’ＩＬ’ｕｘエレクトロケミカル
ソサイアティｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉ
ｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｖｏｌ、１３１ 、Ａ１１
。
２６３０−２６３３頁（１９８４年）」に記載されてい
る。
る。
本発明における主シャッターの噴出口の形状や配置に関
しては、多くの自由度がある。第１図では、主シャッタ
ーに空洞部を構成し、その空洞部中へ外部から供給した
砒化水素を、はぼ均一に面内に分布させた多数の噴出口
から照射する実施例を示している。よシ簡単には、主シ
ャッターの基板側に多数の噴出口をもつパイプを溶接し
ておいてもよい。
しては、多くの自由度がある。第１図では、主シャッタ
ーに空洞部を構成し、その空洞部中へ外部から供給した
砒化水素を、はぼ均一に面内に分布させた多数の噴出口
から照射する実施例を示している。よシ簡単には、主シ
ャッターの基板側に多数の噴出口をもつパイプを溶接し
ておいてもよい。
第１図では示されていないが、主シャッターの開閉動作
を可能にするだめ、主シャッターの空洞部へ外部よシ砒
化水素を送シこむ可撓性のあるガス配管が必要である。
を可能にするだめ、主シャッターの空洞部へ外部よシ砒
化水素を送シこむ可撓性のあるガス配管が必要である。
別の実施例では、砒素を蒸発させて主シャッターの噴出
口から基板に照射してもよい。この場合は、たとえば砒
素だめを別個に設け、砒素だめを加熱して十分な量の砒
素蒸気を発生せしめ、配管により主シャッターの噴出口
へ導く。砒素の凝縮を防ぐため、砒素だめから噴出口ま
でを約ｓｏｏ℃以上の温度に保つとよい。
口から基板に照射してもよい。この場合は、たとえば砒
素だめを別個に設け、砒素だめを加熱して十分な量の砒
素蒸気を発生せしめ、配管により主シャッターの噴出口
へ導く。砒素の凝縮を防ぐため、砒素だめから噴出口ま
でを約ｓｏｏ℃以上の温度に保つとよい。
発明の効果
以上のように本発明によれば、成長温度またはその近く
の高温に保たれた基板の熱分解を防ぐことができ、従来
法では不可能であった、分子線強度の測定が可能となる
。したがって、特に長時間の連続成長を要する、厚い多
層膜構造の成長の途中において、随時、分子線強度の測
定が可能となり、高品質の成長層が得られる。
の高温に保たれた基板の熱分解を防ぐことができ、従来
法では不可能であった、分子線強度の測定が可能となる
。したがって、特に長時間の連続成長を要する、厚い多
層膜構造の成長の途中において、随時、分子線強度の測
定が可能となり、高品質の成長層が得られる。
第１図は、この発明の一実施例の分子線エピタキシャル
の成長装置の概略構成図、第２図は、従来法の一例の分
子線エピタキシャル装置を示す概略構成図である。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・主シヤツタ−
，１３゜１４・・・・・・分子線源、１８・・・・・・
主シャッターに設けられた噴出口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
の成長装置の概略構成図、第２図は、従来法の一例の分
子線エピタキシャル装置を示す概略構成図である。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・主シヤツタ−
，１３゜１４・・・・・・分子線源、１８・・・・・・
主シャッターに設けられた噴出口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (1)
- ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を分子線エピタキシャル成
長される基板と分子線源との間に置かれるシャッターが
、基板側へ向けてＶ族元素またはＶ族元素の水素化物の
分子線を照射する噴出口を具備し、前記噴出口を介して
分子線照射量を制御することを特徴とする分子線エピタ
キシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62294430A JPH01138194A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62294430A JPH01138194A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138194A true JPH01138194A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=17807663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62294430A Pending JPH01138194A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138194A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01153367U (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-23 | ||
| US6049277A (en) * | 1998-04-09 | 2000-04-11 | Osame; Mitsuo | Alarm device |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62294430A patent/JPH01138194A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01153367U (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-23 | ||
| US6049277A (en) * | 1998-04-09 | 2000-04-11 | Osame; Mitsuo | Alarm device |
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