JPH033580Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 技術分野 この考案は、半導体デバイス、特に、オプトエ
レクトロニクスデバイスや高周波デバイスの製造
に使用される分子線エピタキシー装置において、
結晶成長室内のセルの開口部に配置されたシヤツ
タ板に関する。

(b) 従来技術 分子線蒸着法は、超高真空中において、アルミ
ニウム〔Al〕やガリウム〔Ca〕等の蒸発物質を
セル内に入れて高温に熱し、このセルの開口部か
ら出る方向のほぼそろつた分子線を基板に当てる
ことにより、この基板上に薄膜を形成する真空蒸
着法の一種である。このような分子線エピタキシ
ー装置の一例を第５図に示す。このエピタキシー
装置は、超高真空の結晶成長室１内に基板２を置
き、その前方に複数のセル３をその開口部が基板
２を向くようにして配置したものである。セル３
は、第６図に示すように、内部に蒸発物質４を収
納し、この蒸発物質４を加熱するためのヒータ５
を備えたるつぼ状の容器であり、開口部６には、
蒸発物質４の分子線をコントロールするために、
モリブデン〔Mo〕又はタンタル〔Ta〕の単板か
らなるシヤツタ板７が配置されている。このシヤ
ツタ板７は、一端に設けられたシヤフト８を回転
させることにより、第７図に示すようにセル３の
開口部６を開閉させることができる。なお、この
シヤツタ板７は、シヤフト８によるほか、例えば
第８図に示すように、一端に設けられた杆８′を
押し引きさせることによつて、セル３の開口部６
を開閉させるようにしたものである。

ところが、このエピタキシー装置では、セル３
の内部が1000℃〜1300℃の高温に達するにもかか
わらず、基板２を配置した結晶成長室１内は液体
チツ素で冷却されているので、その境界となるシ
ヤツタ板７の表面と裏面とでは大きな温度差が生
じる。このため、従来の平坦な板からなるシヤツ
タ板７では、温度差による直接の歪や内側に付着
した蒸発物質４の薄膜層とによるバイメタル効果
により、第９図に示すように、ある程度使用する
とシヤフト８側から先端側に外向きの湾曲が生
じ、セル３の開口部６を遮蔽する役目を果たさな
くなり、分子線の正確なントロールが不可能とな
つて精密なエピタキシヤル成長を損なうという点
を有していた。

また、従来の平坦なシヤツタ板７では、セル３
の開口部６を完全に密閉することになるので、セ
ル３の加熱によつてセル内の圧力が上昇し、シヤ
ツタ板７を開いた時に、セル内の熱平衡が急激に
崩れ分子線強度が一瞬高くなつて、精密なエピタ
キシヤル成長が阻害されるという欠点があつた。

(c) 考案の目的 この考案は、このような事情に鑑みなされたも
のであつて、畝状の突起を形成することにより、
結晶成長室内とセル内との温度差によつて容易に
湾曲するようなことのないシヤツタ板を提供する
ことを目的とする。

また、この考案は、閉状態において畝状突起の
周辺部を成長室内とセル内とを連通させる通路と
して用いることによつて、シヤツタ板を開いた直
後の分子線強度の上昇を防止することのできるシ
ヤツタ板を提供することを目的とする。

(d) 考案の構成および効果 この考案のシヤツタ板は、分子線エピタキシー
装置の結晶成長室内で、蒸発物質の分子線を制御
するためにセルの開口部に配置されたシヤツタ板
において、平坦な板の結晶成長室側に畝状の突起
を形成するとともに、閉状態において上記畝状突
起の周辺部とセル開口部の接触面との間に、成長
室内とセル内とを連通させる通路を形成したこと
を特徴とする。

この考案のシヤツタ板を上記のように構成する
と、平坦なままの板に比べ突起を設けた方向の曲
げに対する強度が増すので、使用の際に受ける歪
に対抗するようにこの突起の方向及び数を適宜選
択すれば、セル内の高温と成長室内の低温との温
度差によつて湾曲するというようなことがなくな
る。このため、セル内からの蒸発物質の分子線を
正確にコントロールすることができるので、精密
なエピタキシヤル成長が可能となる。

また、シヤツタ板の閉状態において畝状突起の
周辺部とセル開口部の接触面との間に形成される
通路から蒸発物質の蒸気がセル外に逃げ、セル内
の圧力上昇が防止され、さらにセル開口部周辺を
ある程度温めることができるので、シヤツター板
を開いた瞬間に生じる分子線強度の一時的な上昇
を抑制することができる。

(e) 実施例 第１図は、この考案の実施例であるシヤツタ板
の平面図、第２図は、第１図の−線における
断面正面図である。

この実施例のシヤツタ板７は、平坦な円板に２
本の畝状の突起９，９を設けることにより構成さ
れる。シヤツタ板７は、平坦は円板の一端にシヤ
フト取付部１０を形成したものである。シヤツタ
板７は、超高真空中でのガス放出が少なく、か
つ、高融点で、さらに高温下でも蒸発物質と反応
しにくい、Mo、Ta等の単板を使用する。畝状の
突起９，９は、円板のシヤフト取付部１０を通る
直径に沿つて、その両側に多少間隔を開けて他端
側が少し広がるように形成されている。また、こ
の突起９，９の断面は、第２図に示すように、表
面側に突出し裏面側が窪んだ円弧状を成してい
る。なお、この突起９，９の断面は、第３図に示
すように、先の尖つたＶ字状を成すようにしても
よい。

上記のように構成されたこの実施例のシヤツタ
板７は、第４図に示すように、シヤフト取付部１
０にシヤフト８を取付け、セル３の開口部６に配
置して、エピタキシー装置の結晶成長室１内で使
用される。このとき、このシヤツタ板７は、表面
側が液体チツ素によつて冷却され、裏面側がセル
３内の高温に曝されることになるが、シヤフト取
付部１０を通る直径方向に沿つて畝状の突起９，
９が設けられているので、この方向に対する強度
が増し、この温度差によつて容易に湾曲するよう
なことがなくなる。また、この突起９，９は、平
行には形成されず、他端側に多少広がるように形
成しているので、シヤフト取付部１０を通る直径
方向に垂直な方向もある程度の強度を有し、この
方向への湾曲も防止することができる。

また、従来の平坦なシヤツタ板７では、セル３
の開口部６を完全に遮蔽することになるので、シ
ヤツタ板７を開いた時に、セル内の熱平衡が急激
に崩れ分子線強度が一瞬高くなつて、精密なエピ
タキシヤル成長が阻害されるという欠点があつ
た。しかしながら、この実施例のシヤツタ板７の
ように突起９，９の裏面側に窪みが形成される
と、このシヤツタ板７が閉じた状態のときにも、
この突起９，９の窪みから僅かに蒸発物質４の蒸
気がセル外に逃げ開口部６周辺をある程度温める
ことができるので、シヤツタ板７が開いた瞬間に
温度差により生ずるオーバーシユートを抑制する
ことができる。このため、この実施例のシヤツタ
板７の場合には、より正確なエピタキシヤル成長
を期待することができる。なお、基板２を配置し
た結晶成長室１内には超高真空状態となつている
ので、このような蒸気のセル外への流出によつ
て、エピタキシヤル成長の精度が低下するという
おそれは生じない。

この実施例では、畝状の突起９，９を２本形成
したが、強度が十分な場合には１本でもよく、ま
た、必要に応じて３本以上形成することもでき
る。また、この突起９，９の配置も、シヤツタ板
７が受ける歪の方向に応じて適宜定めればよく、
２本以上が交差するように設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例であるシヤツタ板
の平面図、第２図、第３図は、第１図の−線
における断面正面図、第４図は、同シヤツタ板の
使用状態を説明する縦断面図、第５図は、分子線
エピタキシー装置の成長室内の構成説明図、第６
図は、従来のシヤツタ板の使用状態を説明する縦
断面図、第７図、第８図は、同シヤツタ板による
セルの開口部の開閉状態を説明する図、第９図
は、同シヤツタ板の使用状態を説明する縦断面図
である。 １……結晶成長室、３……セル、４……蒸発物
質、７……シヤツタ板、９……突起。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 分子線エピタキシー装置の結晶成長室内で、蒸
   発物質の分子線を制御するためにセルの開口部に
   配置されたシヤツター板において、 平坦な板の結晶成長室側に畝状の突起を形成す
   るとともに、閉状態において上記畝状突起の周辺
   部とセル開口部の接触面との間に、成長室内とセ
   ル内とを連通させる通路を形成したことを特徴と
   するシヤツタ板。