JPH03150290A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH03150290A JPH03150290A JP28692589A JP28692589A JPH03150290A JP H03150290 A JPH03150290 A JP H03150290A JP 28692589 A JP28692589 A JP 28692589A JP 28692589 A JP28692589 A JP 28692589A JP H03150290 A JPH03150290 A JP H03150290A
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- Japan
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- materials
- substrate
- crystal growth
- output pulse
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- 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）
この発明は、超高真空中で材料を分子状態で蒸発させて
基板にエピタキシャル成長する結晶成長装置に関するも
のである。
基板にエピタキシャル成長する結晶成長装置に関するも
のである。
第２図は従来の超高真空中で材料を分子状態で蒸発させ
て成長する、いわゆる分子線エピタキシー装置を示す概
要図である。
て成長する、いわゆる分子線エピタキシー装置を示す概
要図である。
この図において、１は材料であるＧａ（ガリウム）、２
は同じ＜Ａｓ （ヒ素）、３は同じ＜Ａｌｌ（アルミニ
ウム）、４は結晶成長させるＧａＡｓ（ガリウムヒ素）
基板、５はこのＧａＡｓ基板４を固定するサセプタ、６
は前記ＧａＡｓ基板４を昇温するための基板通熱用ヒー
タ、７は基板導入用準備室、８は、成長室１１と基板導
入用準備室７を仕切るためのゲートバルブ、９は前記Ｇ
ａ１、Ａｓ２．Ａｊ！３を収容する材料用るつぼ、１０
は前記各材料用るつぼ９内の各材料を溶かすためのヒー
タ、１２は全系を真空にするための真空ボンブ、１３は
前記材料を切り換えるためのシャッタである。
は同じ＜Ａｓ （ヒ素）、３は同じ＜Ａｌｌ（アルミニ
ウム）、４は結晶成長させるＧａＡｓ（ガリウムヒ素）
基板、５はこのＧａＡｓ基板４を固定するサセプタ、６
は前記ＧａＡｓ基板４を昇温するための基板通熱用ヒー
タ、７は基板導入用準備室、８は、成長室１１と基板導
入用準備室７を仕切るためのゲートバルブ、９は前記Ｇ
ａ１、Ａｓ２．Ａｊ！３を収容する材料用るつぼ、１０
は前記各材料用るつぼ９内の各材料を溶かすためのヒー
タ、１２は全系を真空にするための真空ボンブ、１３は
前記材料を切り換えるためのシャッタである。
次に、動作について説明する。
ここではＧａＡｓ基板４上へのＧａＡｓ、Ａｊ！ＧａＡ
ｓの成長を例にとって説明する。
ｓの成長を例にとって説明する。
サセプタ５に固定されたＧａＡｓ基板４は、基板導入用
準備室７を通って基板過熱用ヒータ６の前にセットされ
る。この状態で装置内は超高真空であり、ＧａＡｓ基板
４は、基板過熱用ヒータ６により加熱される。これより
先、材料であるＧａ１、Ａｓ２．Ａｆ３は、材料用るつ
ぼ９の中でヒータ１０により溶かされ蒸気を発生する状
態になっている。しかし、材料用るつぼ９の前にあるシ
ャッタ１３が各蒸気となった原子を遮るために、ＧａＡ
ｓ基板４には結晶成長は生じない。ＧａＡｓ基板４が成
長温度に達すると、各シャッタ１３を開けて成長が始ま
る。すなわち、ＧａＡｓ成長のときは、ＧａｌとＡｓ２
のシャッタ１３を、ＡＪ！ＧａＡｓの成長時は、ＡｊＥ
３．Ｇａｌ。
準備室７を通って基板過熱用ヒータ６の前にセットされ
る。この状態で装置内は超高真空であり、ＧａＡｓ基板
４は、基板過熱用ヒータ６により加熱される。これより
先、材料であるＧａ１、Ａｓ２．Ａｆ３は、材料用るつ
ぼ９の中でヒータ１０により溶かされ蒸気を発生する状
態になっている。しかし、材料用るつぼ９の前にあるシ
ャッタ１３が各蒸気となった原子を遮るために、ＧａＡ
ｓ基板４には結晶成長は生じない。ＧａＡｓ基板４が成
長温度に達すると、各シャッタ１３を開けて成長が始ま
る。すなわち、ＧａＡｓ成長のときは、ＧａｌとＡｓ２
のシャッタ１３を、ＡＪ！ＧａＡｓの成長時は、ＡｊＥ
３．Ｇａｌ。
Ａｓ２の各シャッタ１３をすべて間とする。このとき、
ＡｌＩ３とＧａｌの組成比は材料用るつぼ９の温度を制
御し蒸気圧でコントロールされている。
ＡｌＩ３とＧａｌの組成比は材料用るつぼ９の温度を制
御し蒸気圧でコントロールされている。
〔発明が解決しようとする課Ｎ）
従来の分子線エピタキシー装置は以上のように構成され
ているので、成長開始、終了、組成変更などのときには
必ず、シャッタ１３の開閉が伴なわなければならない。
ているので、成長開始、終了、組成変更などのときには
必ず、シャッタ１３の開閉が伴なわなければならない。
このようなメカニカルなシャッタ１３の開閉に伴なうゴ
ミの発生から成長表面の欠陥の問題が生じたり、また、
材料であるＧａ１等は溶融状態のため突沸による欠陥の
発生も問題となっている。
ミの発生から成長表面の欠陥の問題が生じたり、また、
材料であるＧａ１等は溶融状態のため突沸による欠陥の
発生も問題となっている。
さらに、最近注目されているＡＬＥ （アトミックレイ
ヤーエピタキシ）といったＧａｌやＡｓ２を一層一層成
長していく成長方法の場合、ゴミによる欠陥の問題はも
とより、シャッタ１３のメカニカルな耐久性が問題とな
ってくる。
ヤーエピタキシ）といったＧａｌやＡｓ２を一層一層成
長していく成長方法の場合、ゴミによる欠陥の問題はも
とより、シャッタ１３のメカニカルな耐久性が問題とな
ってくる。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、メカニカルなシャッタを用いないで成長開
始、終了、組成変更ができる結晶成長装置を得ることを
目的とする。
れたもので、メカニカルなシャッタを用いないで成長開
始、終了、組成変更ができる結晶成長装置を得ることを
目的とする。
（課題を解決するための手段）
この発明にかかる結晶成長装置は、材料に高出力のパル
スレーザ光を照射して材料の表面のみを局所的に昇湿さ
せて溶融し分子を放出させる高出カバルスレーザ装置を
備えたものである。
スレーザ光を照射して材料の表面のみを局所的に昇湿さ
せて溶融し分子を放出させる高出カバルスレーザ装置を
備えたものである。
（作用）
この発明における結晶成長装置は、材料の最表面のみを
高出力のレーザパルス光によって溶かし、分子を放出さ
せる高出力パルスレーザ装置を備えたので、シャッタを
必要とせずに所望の材料の分子を放出させる制御が容易
に実現できる。
高出力のレーザパルス光によって溶かし、分子を放出さ
せる高出力パルスレーザ装置を備えたので、シャッタを
必要とせずに所望の材料の分子を放出させる制御が容易
に実現できる。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
第１図において、第２図と同一符号は同一構成部分を示
し、１４は前記材料温度を安定化させるための安定化用
ヒータで、材料によって温度は異なるが、その蒸気圧が
通常の成長時の温度よりも３〜２桁低い温度のものであ
る。１５はレーザ光切換用ミラー、１６はこのレーザ光
切換え用ミラー１５を介して成長室１１内の各材料表面
にレーザ光を照射する高出力パルスレーザ装置で、例え
ば、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ＧＬＡＳＳレーザが
用いられ、２０〜５０Ｊ（ジュール）の出力があるが、
必要なパワーは結晶成長体積によって変化する。１７は
レーザ光入射用窓である。
し、１４は前記材料温度を安定化させるための安定化用
ヒータで、材料によって温度は異なるが、その蒸気圧が
通常の成長時の温度よりも３〜２桁低い温度のものであ
る。１５はレーザ光切換用ミラー、１６はこのレーザ光
切換え用ミラー１５を介して成長室１１内の各材料表面
にレーザ光を照射する高出力パルスレーザ装置で、例え
ば、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ＧＬＡＳＳレーザが
用いられ、２０〜５０Ｊ（ジュール）の出力があるが、
必要なパワーは結晶成長体積によって変化する。１７は
レーザ光入射用窓である。
この実施例による結晶成長方法は、基本的には従来法と
同じであるが、材料供給の方法が異なる。
同じであるが、材料供給の方法が異なる。
すなわち、各材料ａａ １、Ａｓ２．Ａｆｉａは、安定
化用ヒータ１４で、融点より十分低く、蒸気圧も無視で
きるほどに保っておく、ＧａＡＳ基板４の温度が上がっ
た状態で所望の材料、例えばＧａ２に高出力パルスレー
ザ装置１６からのレーザパルスを照射して材料の表面の
み溶融させ、ＧａＡｓ基板４上に結晶成長させる。この
レーザ光を各材料に順次照射することにより原子層レベ
ルで順次結晶成長を進めることができる。
化用ヒータ１４で、融点より十分低く、蒸気圧も無視で
きるほどに保っておく、ＧａＡＳ基板４の温度が上がっ
た状態で所望の材料、例えばＧａ２に高出力パルスレー
ザ装置１６からのレーザパルスを照射して材料の表面の
み溶融させ、ＧａＡｓ基板４上に結晶成長させる。この
レーザ光を各材料に順次照射することにより原子層レベ
ルで順次結晶成長を進めることができる。
なお、上記実施例では、ＧａＡｓ、ＡｊＥＧａＡｓ系で
の成長について説明したが、その他の！■−Ｖ族（例え
ばＩｎＰなど）、ＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−Ｖｌ族すべての半
導体結晶成長において効果を奏するものである。また、
結晶の組成比を変える場合には光出力を変えればよい。
の成長について説明したが、その他の！■−Ｖ族（例え
ばＩｎＰなど）、ＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−Ｖｌ族すべての半
導体結晶成長において効果を奏するものである。また、
結晶の組成比を変える場合には光出力を変えればよい。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明は、材料に高出力のパル
スレーザ光を照射して材料の表面のみを局所的に昇温溶
融させて分子を放出させる高出力パルスレーザ装置を備
えたので、従来のようにメカニカルシャッタ等による材
料の供給制御が不要となり、シャッタ開閉時のゴミある
いはメカニカルトラブルの発生を防ぎ、高品質の結晶成
長が得られる効果がある。
スレーザ光を照射して材料の表面のみを局所的に昇温溶
融させて分子を放出させる高出力パルスレーザ装置を備
えたので、従来のようにメカニカルシャッタ等による材
料の供給制御が不要となり、シャッタ開閉時のゴミある
いはメカニカルトラブルの発生を防ぎ、高品質の結晶成
長が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例（よるエピタキシャル結晶
成長装置を示す概要図、第２図は従来のエピタキシャル
結晶成長装置を示す概要図である。 図において、１はＧａ（ガリウム）、２はＡｓ（ヒ素）
、３はＡｌｌ（アルミニウム）、４はＧａＡｓ（ガリウ
ムヒ素）基板、５はサセプタ、６は基板過熱用ヒータ、
７は基板導入用準備室、８はゲートバルブ、９け材料用
るつぼ、１１は成長室、１２は真空ポンプ、１４は安定
化用ヒータ、１５はレーザ光切換用ミラー、１６は高出
力パルスレーザ装置、１７はレーザ光入射用窓である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 糎 ｔｌｌｌ
成長装置を示す概要図、第２図は従来のエピタキシャル
結晶成長装置を示す概要図である。 図において、１はＧａ（ガリウム）、２はＡｓ（ヒ素）
、３はＡｌｌ（アルミニウム）、４はＧａＡｓ（ガリウ
ムヒ素）基板、５はサセプタ、６は基板過熱用ヒータ、
７は基板導入用準備室、８はゲートバルブ、９け材料用
るつぼ、１１は成長室、１２は真空ポンプ、１４は安定
化用ヒータ、１５はレーザ光切換用ミラー、１６は高出
力パルスレーザ装置、１７はレーザ光入射用窓である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 糎 ｔｌｌｌ
Claims (1)
- 超高真空中において材料を溶融させその蒸気を分子の
状態で飛ばし、基板に付着させることによってエピタキ
シャル成長させる結晶成長装置において、前記材料に高
出力のパルスレーザ光を照射して前記材料を溶融させる
高出力パルスレーザ装置を備えたことを特徴とする結晶
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28692589A JPH03150290A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28692589A JPH03150290A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150290A true JPH03150290A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17710738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28692589A Pending JPH03150290A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03150290A (ja) |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP28692589A patent/JPH03150290A/ja active Pending
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