JPH0226888A - 分子線エピキタシ装置の分子線強度制御方法 - Google Patents
分子線エピキタシ装置の分子線強度制御方法Info
- Publication number
- JPH0226888A JPH0226888A JP17273888A JP17273888A JPH0226888A JP H0226888 A JPH0226888 A JP H0226888A JP 17273888 A JP17273888 A JP 17273888A JP 17273888 A JP17273888 A JP 17273888A JP H0226888 A JPH0226888 A JP H0226888A
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- Japan
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- molecular beam
- beam intensity
- temperature
- beam source
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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、分子線エピタキシ装置の分子線強度を制御す
る方法に関する。
る方法に関する。
詳しくは、分子線強度を新御するために１分子線源加熱
皿度と分子線強度との関係を求める方法に関する。
皿度と分子線強度との関係を求める方法に関する。
従来１分子線エピタキシ装置の分子線強度の制御は１分
子線源の加熱温度を高精度に制御することで行なってい
た。しかし、上記の方法を実現するためには、特開昭６
１−１５１０９１号に記載のように、イオンゲージなど
の分子線強度モニタで分子線強度を測定し、予め分子線
源加熱温度と分子線強度との関係を求めておかなければ
ならない、しかも。
子線源の加熱温度を高精度に制御することで行なってい
た。しかし、上記の方法を実現するためには、特開昭６
１−１５１０９１号に記載のように、イオンゲージなど
の分子線強度モニタで分子線強度を測定し、予め分子線
源加熱温度と分子線強度との関係を求めておかなければ
ならない、しかも。
分子線源のシャッタを開けてから分子線強度が安定する
まで５分間以上の時間を要し、この作業が煩わしいもの
となっていた。また、同じく特開昭６１−１５１０９１
号に記載されているように、分子線強度モニタをイオン
ゲージの代りに四重極質量分析計にすると、分子線加熱
温度と分子線強度との関係を求める作業が簡略化される
となっていた。
まで５分間以上の時間を要し、この作業が煩わしいもの
となっていた。また、同じく特開昭６１−１５１０９１
号に記載されているように、分子線強度モニタをイオン
ゲージの代りに四重極質量分析計にすると、分子線加熱
温度と分子線強度との関係を求める作業が簡略化される
となっていた。
上記従来技術は、上記関係式を求める作業が自動化され
ておらず、実作業の煩わしさや、長時間を要するといっ
た問題があった。
ておらず、実作業の煩わしさや、長時間を要するといっ
た問題があった。
本発明の目的は１分子線温湿度と分子線強度との関係を
求める作業を自動化し、容易にがっ効率的に間者の関係
を求めることが可能な方法を提供するにある。
求める作業を自動化し、容易にがっ効率的に間者の関係
を求めることが可能な方法を提供するにある。
上記目的は１分子線温湿度が一定になった時点でシャッ
タを開け、イオンゲージや四重極質量分析計などから成
る分子線強度モニタで分子線強度の測定を行なうに際し
、分子線強度モニタも測定圧力に対応する出力信号が予
め設定した値以下の範囲で安定しているかどうかを判定
する機能を持つようにし、上記モニタの出力信号が落ち
着いて分子線強度測定が終了するまで分子線源温度を一
定にしておくことにより達成される。以後、同一の分子
線強度測定手順をくり返すことにより、より詳線、分子
線源温度と分子線強度との関係を求めることができる。
タを開け、イオンゲージや四重極質量分析計などから成
る分子線強度モニタで分子線強度の測定を行なうに際し
、分子線強度モニタも測定圧力に対応する出力信号が予
め設定した値以下の範囲で安定しているかどうかを判定
する機能を持つようにし、上記モニタの出力信号が落ち
着いて分子線強度測定が終了するまで分子線源温度を一
定にしておくことにより達成される。以後、同一の分子
線強度測定手順をくり返すことにより、より詳線、分子
線源温度と分子線強度との関係を求めることができる。
分子線強度を、結晶成長に必要な±１％に調節（参照：
特開昭６ｌ−１５１０９１）するとすれば、予め±１％
、すなわち真空計の読みの仮数部の小数点以下２桁目の
値を±０．０１ と設定し、測定周期を例えば１０秒の
ように設定し、１０秒毎に分子線強度の測定を行い、１
０秒前に測定した圧力値と今回測定した圧力値との差が
、±０．０１以下になったとき、分子線源の蒸発が平衡
に達して安定したとみなし、その時の加熱温度と圧力測
定値とを両者の関係データとする０以上の動作を自動的
に行い、たとえば、上記の手順を複数の分子線源温度で
実施する場合も、データが得られたら直ちに次の加熱温
度にするための昇温過程に移ることができる。
特開昭６ｌ−１５１０９１）するとすれば、予め±１％
、すなわち真空計の読みの仮数部の小数点以下２桁目の
値を±０．０１ と設定し、測定周期を例えば１０秒の
ように設定し、１０秒毎に分子線強度の測定を行い、１
０秒前に測定した圧力値と今回測定した圧力値との差が
、±０．０１以下になったとき、分子線源の蒸発が平衡
に達して安定したとみなし、その時の加熱温度と圧力測
定値とを両者の関係データとする０以上の動作を自動的
に行い、たとえば、上記の手順を複数の分子線源温度で
実施する場合も、データが得られたら直ちに次の加熱温
度にするための昇温過程に移ることができる。
第１図は、本発明の方法を実施するための構成した分子
線エピタキシ装置の分子線強度制御装置のブロック図を
示す。
線エピタキシ装置の分子線強度制御装置のブロック図を
示す。
成長室１には、分子線源２とシャッタ３、および基板４
、並びに、上記基板４を加熱するヒータ５、さらに分子
線強度測定用の分子線強度モニタとして真空計６が配置
されている。
、並びに、上記基板４を加熱するヒータ５、さらに分子
線強度測定用の分子線強度モニタとして真空計６が配置
されている。
分子線源２の制御は、分子線源２に内蔵されている熱電
対７を参照しつつ分子線源ヒータ８をコントロールする
ことにより達成される。これらの制御と、基板４を加熱
するヒータ５やシャッタ３の開閉は、温度調節器９によ
り総合的にコントロールされる。
対７を参照しつつ分子線源ヒータ８をコントロールする
ことにより達成される。これらの制御と、基板４を加熱
するヒータ５やシャッタ３の開閉は、温度調節器９によ
り総合的にコントロールされる。
また、真空計６を真空計コントローラ１ｏにて作動され
、その測定値はディジタル信号として出力されてコンピ
ュータ１１に入力される。なお、図には示していないが
、真空計６の出力信号がアナログ信号の場合は、アナロ
グ・ディジタル変換器を経てコンピュータ１１に入力さ
れる。
、その測定値はディジタル信号として出力されてコンピ
ュータ１１に入力される。なお、図には示していないが
、真空計６の出力信号がアナログ信号の場合は、アナロ
グ・ディジタル変換器を経てコンピュータ１１に入力さ
れる。
次に、本発明方法を適用して分子線源２の加熱温度と分
子線強度との関係（以下、本項においては単に関係式と
いう）を求めた１実施例を説明する。
子線強度との関係（以下、本項においては単に関係式と
いう）を求めた１実施例を説明する。
はじめに、関係式を求める分子線源２の加熱温度範囲と
測定点数とを決める。これにより、コンピュータ１１が
、分子線源２の温度コントロールプログラムとして昇温
、一定温度保持、昇温、−定温度保持を繰り返し、測定
が終了したら降温するような手順を設定する。その−例
を第２図に示す。
測定点数とを決める。これにより、コンピュータ１１が
、分子線源２の温度コントロールプログラムとして昇温
、一定温度保持、昇温、−定温度保持を繰り返し、測定
が終了したら降温するような手順を設定する。その−例
を第２図に示す。
第２図において、昇温中は実線、一定温度保持中は点線
で表示したが、実線部はシャッタ３を閉とし１点線部は
開とすることを意味する。また、関係式を求める作業が
終了した後、適当な温度に分子線源２を保持したいので
あれば、第２図に示したように降温を途中でやめて一定
温度Ｔに保持するようにすれば良い。なお、一定温度保
持時間は、安定に要する時間である約５分間以上の、例
えば１０分間等に設定しておく。
で表示したが、実線部はシャッタ３を閉とし１点線部は
開とすることを意味する。また、関係式を求める作業が
終了した後、適当な温度に分子線源２を保持したいので
あれば、第２図に示したように降温を途中でやめて一定
温度Ｔに保持するようにすれば良い。なお、一定温度保
持時間は、安定に要する時間である約５分間以上の、例
えば１０分間等に設定しておく。
以上のようなプログラムをコンピュータ１１で作成した
後、プログラムが温度調節器９に転送され、分子線源２
の加熱が開始される。一方１分子線強度を測定する真空
計６は、圧力測定作業を続ける。そして、昇温か終了し
て分子線源温度を一定に保持する段階に達するとシャッ
タ３を開く、この時点からコンピュータ１１は真空計６
の測定値をモニタし続ける。測定は予め設定した周期、
例えば１０秒間毎に行い、１０秒前の圧力測定値とその
瞬間の圧力測定値との差が、予め測定した値（例えば±
０．０１ 目盛）以下であれば、分子線源の蒸発又は昇
華が安定したと判断し、その時の分子線源温度と圧力測
定値とを、関係式を求めるためのデータとして記憶する
。また、データの取得が終了すると、次の分子線源温度
ステップに移るように、コンピュータ１１が、温度調節
器９に命令を出す。以上の手順を繰り返すことにより、
関係式のデータが得られる。
後、プログラムが温度調節器９に転送され、分子線源２
の加熱が開始される。一方１分子線強度を測定する真空
計６は、圧力測定作業を続ける。そして、昇温か終了し
て分子線源温度を一定に保持する段階に達するとシャッ
タ３を開く、この時点からコンピュータ１１は真空計６
の測定値をモニタし続ける。測定は予め設定した周期、
例えば１０秒間毎に行い、１０秒前の圧力測定値とその
瞬間の圧力測定値との差が、予め測定した値（例えば±
０．０１ 目盛）以下であれば、分子線源の蒸発又は昇
華が安定したと判断し、その時の分子線源温度と圧力測
定値とを、関係式を求めるためのデータとして記憶する
。また、データの取得が終了すると、次の分子線源温度
ステップに移るように、コンピュータ１１が、温度調節
器９に命令を出す。以上の手順を繰り返すことにより、
関係式のデータが得られる。
なお、以上の方法において１分子線強度を測定するモニ
タとして、真空計６に代えて質量分析計やその他のモニ
タを用いても同様な効果が得られる。
タとして、真空計６に代えて質量分析計やその他のモニ
タを用いても同様な効果が得られる。
さらに、複数の分子線源について関係式を求める必要が
ある場合は、測定対象の分子線源のシャッタのみを開け
、その他のシャッタを閉じておけば、他の分子線の影響
を受けることなく関係式を求めることができる。また、
他の分子線源の加熱も実際の測定に入る前に、すなわち
測定対象にある分子線源で関係式を求める作業に入って
いる時に、次に測定すべき分子線源の加熱を開始し、最
初の加熱温度に保持しておくようにすれば、関係式を求
める際に昇温時間が不要になる。
ある場合は、測定対象の分子線源のシャッタのみを開け
、その他のシャッタを閉じておけば、他の分子線の影響
を受けることなく関係式を求めることができる。また、
他の分子線源の加熱も実際の測定に入る前に、すなわち
測定対象にある分子線源で関係式を求める作業に入って
いる時に、次に測定すべき分子線源の加熱を開始し、最
初の加熱温度に保持しておくようにすれば、関係式を求
める際に昇温時間が不要になる。
本発明方法によれば、分子線源温度と分子線強度の関係
を求める作業が、自動的にしかも最短時間で実行される
ので、省力化、省時間の効果がある。さらに、一定の判
断基準で上記の関係を求めることができるので、データ
の信頼性が増し、ひいては成長した結晶薄膜の品質安定
化にも寄与できる。
を求める作業が、自動的にしかも最短時間で実行される
ので、省力化、省時間の効果がある。さらに、一定の判
断基準で上記の関係を求めることができるので、データ
の信頼性が増し、ひいては成長した結晶薄膜の品質安定
化にも寄与できる。
第１図は本発明方法を実施するために構成した分子線ｇ
＠度と分子線強度との関係式を求めるための装置を示す
ブロック図、第２図は分子線源の温度コントロールプロ
グラムの説明図である。 １・・・成長室、２・・・分子線源、３・・・シャッタ
、４・・・基板、５・・・ヒータ、６・・・真空計、７
・・・熱電対、８・・・分子線源ヒータ、９・・・温度
調節器、１ｏ・・・真空計コントローラ、１１・・・コ
ンピュータ。 ■ 図
＠度と分子線強度との関係式を求めるための装置を示す
ブロック図、第２図は分子線源の温度コントロールプロ
グラムの説明図である。 １・・・成長室、２・・・分子線源、３・・・シャッタ
、４・・・基板、５・・・ヒータ、６・・・真空計、７
・・・熱電対、８・・・分子線源ヒータ、９・・・温度
調節器、１ｏ・・・真空計コントローラ、１１・・・コ
ンピュータ。 ■ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、分子線源加熱温度と分子線強度との関係に基づいて
分子線源の加熱温度を調節して、分子線エピタキシ装置
の分子線強度度を制御する方法において、分子線源の加
熱温度を、少なくとも１点で一定に保持し、前記の状態
にお ける分子線強度を測定し、前記測定値の変化が、予め設
定した変動幅以内に収まるまで、前記分子線源の加熱温
度を一定に保持して、分子線源加熱温度と分子線強度と
の関係を把持することを特徴とする、分子線エピタキシ
装置の分子線強度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17273888A JPH0226888A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 分子線エピキタシ装置の分子線強度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17273888A JPH0226888A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 分子線エピキタシ装置の分子線強度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226888A true JPH0226888A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=15947401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17273888A Pending JPH0226888A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 分子線エピキタシ装置の分子線強度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226888A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096533A (en) * | 1990-03-20 | 1992-03-17 | Fujitsu Limited | Molecular beam epitaxial growth device and molecular beam control method therein for exactly controlling thickness and composition of epitaxial film |
| JPH06245246A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-09-02 | Nec Corp | デジタル音量制御装置 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17273888A patent/JPH0226888A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096533A (en) * | 1990-03-20 | 1992-03-17 | Fujitsu Limited | Molecular beam epitaxial growth device and molecular beam control method therein for exactly controlling thickness and composition of epitaxial film |
| US5147461A (en) * | 1990-03-20 | 1992-09-15 | Fujitsu Limited | Molecular beam epitaxial growth device and molecular beam control method therein for exactly controlling thickness and composition of epitaxial film |
| JPH06245246A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-09-02 | Nec Corp | デジタル音量制御装置 |
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