JPH035396A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
- Publication number
- JPH035396A JPH035396A JP1138336A JP13833689A JPH035396A JP H035396 A JPH035396 A JP H035396A JP 1138336 A JP1138336 A JP 1138336A JP 13833689 A JP13833689 A JP 13833689A JP H035396 A JPH035396 A JP H035396A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal growth
- substrate
- signal
- crystal
- electron beam
- 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.)
- Granted
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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、たとえば超格子構造を有する半導体レーザ
装置などの半導体装置の製造などにおいて好適に実施さ
れ、微細構造を有する結晶の成長のための結晶成長方法
に関するものである。
装置などの半導体装置の製造などにおいて好適に実施さ
れ、微細構造を有する結晶の成長のための結晶成長方法
に関するものである。
原子層単位で結晶を制御して、たとえば異なる原子層を
数１０層程度ずつ交互に積層させた超格子素子は、印加
電圧による光学的禁制帯幅の変化。
数１０層程度ずつ交互に積層させた超格子素子は、印加
電圧による光学的禁制帯幅の変化。
負性抵抗、高移動度特性などの特異な特性を有し、半導
体レーザ装置や高移動度トランジスタなどに応用されて
いる。
体レーザ装置や高移動度トランジスタなどに応用されて
いる。
このような超格子素子の作製のための半導体結晶の成長
では、従来からＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法が用
いられ、原子層毎の結晶成長の制御が行われている。こ
の結晶成長のための構成は第３図に示されている。
では、従来からＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法が用
いられ、原子層毎の結晶成長の制御が行われている。こ
の結晶成長のための構成は第３図に示されている。
真空容器１内に図示しない構成により保持した基＃Ｈ，
２に対向して、異なる物質を溶融・蒸発させる複数のる
つぼ３，４．５が配置される。るつぼ３．４．５に関連
してシャッタ６．７．８が配設されており、各シャッタ
の開閉により基板２表面に堆積させる物質の制御が行わ
れる。
２に対向して、異なる物質を溶融・蒸発させる複数のる
つぼ３，４．５が配置される。るつぼ３．４．５に関連
してシャッタ６．７．８が配設されており、各シャッタ
の開閉により基板２表面に堆積させる物質の制御が行わ
れる。
基板２のるつぼ３，４．５に対向する表面には、ｉｆ銃
９からの電子線１０が照射され、基板２表面からの回折
電子線１０ａは蛍光板１１に入射して、この蛍光板１１
に基板２表面の原子のならびに対応した像を形成する。
９からの電子線１０が照射され、基板２表面からの回折
電子線１０ａは蛍光板１１に入射して、この蛍光板１１
に基板２表面の原子のならびに対応した像を形成する。
この像が、いわゆるＲ ＨＥ Ｅ Ｄ （Ｒｅｆｌｅｃ
ｔｉｏｎ Ｈｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ：反射高速電子線回折）像
である。
ｔｉｏｎ Ｈｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ：反射高速電子線回折）像
である。
このＲＨＥＥＤ像においてその中央部付近の最も明るい
点の光を光ファイバ１２を介して光電子倍増管１３に導
いて検出し、この光電子倍増管１３の出力（以下ｒＲＨ
ＥＥＤＲＨＥＥＤ像、）をレコーダ１４に与えて、その
変化を記録するとともに、前記ＲＨＥＥＤ信号を図示し
ない制御手段に与えて結晶の成長レートを演算せしめ、
この成長レートに対応した前記シャッタ６．７．８の開
閉制御を行わせる。
点の光を光ファイバ１２を介して光電子倍増管１３に導
いて検出し、この光電子倍増管１３の出力（以下ｒＲＨ
ＥＥＤＲＨＥＥＤ像、）をレコーダ１４に与えて、その
変化を記録するとともに、前記ＲＨＥＥＤ信号を図示し
ない制御手段に与えて結晶の成長レートを演算せしめ、
この成長レートに対応した前記シャッタ６．７．８の開
閉制御を行わせる。
光電子倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号は、回折電子線
１０ａの強度に対応することになるが、このＲＨＥＥＤ
信号は第４図に示すように変化する。すなわち、ＲＨＥ
ＥＤ像の中央部付近の最も明るい点を形成する回折電子
線１０ａの強度は、原子層１層の形成と等しい周期を有
して振動する。
１０ａの強度に対応することになるが、このＲＨＥＥＤ
信号は第４図に示すように変化する。すなわち、ＲＨＥ
ＥＤ像の中央部付近の最も明るい点を形成する回折電子
線１０ａの強度は、原子層１層の形成と等しい周期を有
して振動する。
二の振動はＲＨＥＥＤ振動と呼ばれる。
第５図は基板２表面における原子層の形成の様子を時系
列に従って示す簡略化した断面図であり、第６図はレコ
ーダ１４における記録Ｈ様を時系列に従って示す説明図
である。第５図（１）〜（５）図示の状態の各時刻に対
応するレコーダ１４の記録状態が第６図（１）〜（５）
にそれぞれ示されている。
列に従って示す簡略化した断面図であり、第６図はレコ
ーダ１４における記録Ｈ様を時系列に従って示す説明図
である。第５図（１）〜（５）図示の状態の各時刻に対
応するレコーダ１４の記録状態が第６図（１）〜（５）
にそれぞれ示されている。
結晶の成長が開始される以前の第５図（１）図示の状態
では、基板２表面は平坦であり、したがって電子銃９か
らの電子線１０は蛍光板１１の中央部に向けて反射され
る。したがってこの場合の回折電子線１０ａの強度は高
く、ＲＨＥＥＤ信号は比較的大きい。
では、基板２表面は平坦であり、したがって電子銃９か
らの電子線１０は蛍光板１１の中央部に向けて反射され
る。したがってこの場合の回折電子線１０ａの強度は高
く、ＲＨＥＥＤ信号は比較的大きい。
結晶の成長が開始されると、平坦な基板２表面に島状に
結晶１５の成長が始まり、電子線１０は基板２表面で散
乱されるようになる。この結果、結晶成長とともに蛍光
板１１の中央部に向かう回折電子ｋｉＡ １０ ａの強
度が低くなってゆき、第５図（２）図示の状態を経て、
第５図（３）図示の基板２表面の雅の面積に結晶１５が
成長した状態で最小となこの第５図（３）図示の状態か
ら、さらに結晶１５の成長が進むと、基板２表面は逆に
平坦度を増してゆき、このため蛍光板１１の中央部に向
がう回折電子線１０ａの強度が高くなる。このようにし
て第５図（４）図示の状態を経て、第５図（５）図示の
１層の原子層の成長が終了する時刻までの期間にＲＨＥ
ＥＤ信号は増加してゆき、１層の原子層の成長が終了し
た時点で極大値をとる。
結晶１５の成長が始まり、電子線１０は基板２表面で散
乱されるようになる。この結果、結晶成長とともに蛍光
板１１の中央部に向かう回折電子ｋｉＡ １０ ａの強
度が低くなってゆき、第５図（２）図示の状態を経て、
第５図（３）図示の基板２表面の雅の面積に結晶１５が
成長した状態で最小となこの第５図（３）図示の状態か
ら、さらに結晶１５の成長が進むと、基板２表面は逆に
平坦度を増してゆき、このため蛍光板１１の中央部に向
がう回折電子線１０ａの強度が高くなる。このようにし
て第５図（４）図示の状態を経て、第５図（５）図示の
１層の原子層の成長が終了する時刻までの期間にＲＨＥ
ＥＤ信号は増加してゆき、１層の原子層の成長が終了し
た時点で極大値をとる。
このように、ＲＨＥＥＤ振動の１周期が１原子層の周期
に対応することになる。したがって、レコーダ１４の記
録を監視することにより、原子層を計数して成長レート
を求めることが可能であり、またこの成長レートに対応
したシャッタ６．７゜８の開閉制御により、前述の超格
子構造の半導体結晶を得ることが可能である。
に対応することになる。したがって、レコーダ１４の記
録を監視することにより、原子層を計数して成長レート
を求めることが可能であり、またこの成長レートに対応
したシャッタ６．７゜８の開閉制御により、前述の超格
子構造の半導体結晶を得ることが可能である。
〔発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述のような構成では、光電子倍増管１
３からのＲＨＥＥＤ信号に各種の雑音が含まれるため、
蒸長レートを求める際に、前記雑音による誤差が問題と
なり、結果として結晶成長を原子オーダで制御すること
が困難となっていた。
３からのＲＨＥＥＤ信号に各種の雑音が含まれるため、
蒸長レートを求める際に、前記雑音による誤差が問題と
なり、結果として結晶成長を原子オーダで制御すること
が困難となっていた。
この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、微細構
造の結晶成長が格段に良好に行われるようにした結晶成
長方法を提供することである。
造の結晶成長が格段に良好に行われるようにした結晶成
長方法を提供することである。
この発明の結晶成長方法は、基板表面からの回折電子線
強度の検出信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換
した信号から結晶の成長レートを求め、この成長レート
に対応して分子線の照射の制御を行うことを特徴とする
。
強度の検出信号をフーリエ変換して、このフーリエ変換
した信号から結晶の成長レートを求め、この成長レート
に対応して分子線の照射の制御を行うことを特徴とする
。
〔作用］
この発明の構成によれば、原子層の成長と等しい周期を
有して振動する回折電子線強度の検出信号をフーリエ変
換して周波数に変換するようにしたので、回折電子線強
度の振動の周波数を、雑音の影響を排除して求めること
ができるようになる。
有して振動する回折電子線強度の検出信号をフーリエ変
換して周波数に変換するようにしたので、回折電子線強
度の振動の周波数を、雑音の影響を排除して求めること
ができるようになる。
すなわち、前記フーリエ変換した信号から結晶成長レー
トを正確に求めることができるようになり、したがって
この成長レートに対応して分子線の照射の制御を行えば
、結晶の成長を原子オーダで制御することが可能となる
。
トを正確に求めることができるようになり、したがって
この成長レートに対応して分子線の照射の制御を行えば
、結晶の成長を原子オーダで制御することが可能となる
。
第１図はこの発明の一実施例の結晶成長方法の実施のた
めの基本的な構成を示す概念図である。
めの基本的な構成を示す概念図である。
この第１図において、前述の第３図に示された各部に対
応する部分には同一の参照符号を付して示す。この実施
例では、光電子倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号は、信
号処理用コンピュータ１６に入力され、この信号処理用
コンピュータ１６においてフーリエ変換される。光電子
倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号は、前述の第４図に示
されるように変化するのであるが、このＲＨＥＥＤ信号
をフーリエ変換することにより、第２図に示すようにピ
ークＰをとる信号に変換することができる。
応する部分には同一の参照符号を付して示す。この実施
例では、光電子倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号は、信
号処理用コンピュータ１６に入力され、この信号処理用
コンピュータ１６においてフーリエ変換される。光電子
倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号は、前述の第４図に示
されるように変化するのであるが、このＲＨＥＥＤ信号
をフーリエ変換することにより、第２図に示すようにピ
ークＰをとる信号に変換することができる。
このビークＰにおける周波数ｆ０は、ＲＨＥＥＤ信号の
振動の周波数であり、この第２図から明らかなように、
雑音成分がはっきりと分離されている。したがって、ビ
ークＰにおける周波数ｒ０に基づいて結晶の成長レート
を求めれば、従来の方法に比較して、１桁正確な成長レ
ートを求めることが可能である。
振動の周波数であり、この第２図から明らかなように、
雑音成分がはっきりと分離されている。したがって、ビ
ークＰにおける周波数ｒ０に基づいて結晶の成長レート
を求めれば、従来の方法に比較して、１桁正確な成長レ
ートを求めることが可能である。
なお、第１図において１７はＣＲＴ （陰極線管）など
の表示装置であり、１８は印刷装置であって、たとえば
表示装置１７にはフーリエ変換した第２図図示の信号を
表示し、印刷装置１８には光電子倍増管１３からのＲＨ
ＥＥＤ信号の波形を出力などさせるようにしてもよい。
の表示装置であり、１８は印刷装置であって、たとえば
表示装置１７にはフーリエ変換した第２図図示の信号を
表示し、印刷装置１８には光電子倍増管１３からのＲＨ
ＥＥＤ信号の波形を出力などさせるようにしてもよい。
上述のように、ＲＨＥＥＤ信号をフーリエ変換した信号
のピークＰにおける周波数ｆ０に基づいて結晶成長レー
トを求めることにより、正確な成長レートを求めること
ができるので、こうして求めた結晶成長レートに基づい
て、シャッタ６．７゜８の開閉制御を行って、るつぼ３
，４．５からの各分子線の照射を制御することにより、
基板２表面に原子オーダの精密な制御が行われた超格子
構造などを有する半導体結晶などを形成することができ
る。
のピークＰにおける周波数ｆ０に基づいて結晶成長レー
トを求めることにより、正確な成長レートを求めること
ができるので、こうして求めた結晶成長レートに基づい
て、シャッタ６．７゜８の開閉制御を行って、るつぼ３
，４．５からの各分子線の照射を制御することにより、
基板２表面に原子オーダの精密な制御が行われた超格子
構造などを有する半導体結晶などを形成することができ
る。
以上のようにこの発明の結晶成長方法によれば、原子層
の成長と等しい周期を有して振動する回折電子線強度の
検出信号をフーリエ変換して周波数に変換するようにし
たので、回折電子線強度の振動の周波数を、雑音の影響
を排除して求めることができるようになる。すなわち、
前記フーリエ変換した信号から結晶成長レートを正確に
求めることができるようになり、したがってこの成長レ
ートに対応して分子線の照射の制御を行えば、結晶の成
長を原子オーダで制御することが可能となる。
の成長と等しい周期を有して振動する回折電子線強度の
検出信号をフーリエ変換して周波数に変換するようにし
たので、回折電子線強度の振動の周波数を、雑音の影響
を排除して求めることができるようになる。すなわち、
前記フーリエ変換した信号から結晶成長レートを正確に
求めることができるようになり、したがってこの成長レ
ートに対応して分子線の照射の制御を行えば、結晶の成
長を原子オーダで制御することが可能となる。
この結果、微細構造の結晶成長を良好に行って、たとえ
ば超格子構造を有する半導体結晶などで良好な特性を得
ることができるようになる。
ば超格子構造を有する半導体結晶などで良好な特性を得
ることができるようになる。
第１図はこの発明の一実施例の結晶成長方法の実施のた
めの基本的な構成を示す概念図、第２図は光電子倍増管
１３からのＲＨＥＥＤ信号をフーリエ変換した信号を示
す図、第３図は従来技術の基本的な構成を示す概念図、
第４図は光電子倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号を示す
図、第５図は基板２表面における結晶成長の様子を示す
簡略化した断面図、第６図はレコーダ１４の記録態様を
簡略化して示す説明図である。 ２・・・基板、９・・・電子銃、１０・・・電子線、１
０ａ・・・回折電子線、１１・・・蛍光板、１３・・・
光電子倍増管、１６・・・信号処理用コンピュータ１０
ａ・−目槍電壬憬 １６・・・信号処理用コンピュータ 第 図 第 ｔ。 用濃攻□
めの基本的な構成を示す概念図、第２図は光電子倍増管
１３からのＲＨＥＥＤ信号をフーリエ変換した信号を示
す図、第３図は従来技術の基本的な構成を示す概念図、
第４図は光電子倍増管１３からのＲＨＥＥＤ信号を示す
図、第５図は基板２表面における結晶成長の様子を示す
簡略化した断面図、第６図はレコーダ１４の記録態様を
簡略化して示す説明図である。 ２・・・基板、９・・・電子銃、１０・・・電子線、１
０ａ・・・回折電子線、１１・・・蛍光板、１３・・・
光電子倍増管、１６・・・信号処理用コンピュータ１０
ａ・−目槍電壬憬 １６・・・信号処理用コンピュータ 第 図 第 ｔ。 用濃攻□
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板表面に分子線を照射して結晶を成長させるとともに
、前記基板表面に電子線を照射し、前記基板表面からの
回折電子線強度の振動を検出して、この検出結果に基づ
いて前記分子線の照射の制御を行う結晶成長方法におい
て、 前記回折電子線強度の検出信号をフーリエ変換して、こ
のフーリエ変換した信号から結晶の成長レートを求め、
この成長レートに対応して前記分子線の照射の制御を行
うことを特徴とする結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13833689A JP2592133B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13833689A JP2592133B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035396A true JPH035396A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2592133B2 JP2592133B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=15219529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13833689A Expired - Fee Related JP2592133B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592133B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13833689A patent/JP2592133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2592133B2 (ja) | 1997-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |