JPH04224192A - 分子線エピタキシ装置用シャッタ - Google Patents
分子線エピタキシ装置用シャッタInfo
- Publication number
- JPH04224192A JPH04224192A JP40469990A JP40469990A JPH04224192A JP H04224192 A JPH04224192 A JP H04224192A JP 40469990 A JP40469990 A JP 40469990A JP 40469990 A JP40469990 A JP 40469990A JP H04224192 A JPH04224192 A JP H04224192A
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- JP
- Japan
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- shutter
- reservoir
- molecular
- molecular beam
- deposited
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- Withdrawn
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，分子線エピタキシ（Ｍ
ＢＥ）装置における分子線源シャッタの改良に関する。
ＢＥ）装置における分子線源シャッタの改良に関する。
【０００２】近年，ＭＢＥ結晶成長技術は非常に進展し
，高品質なヘテロ構造や超格子構造が再現性良く得られ
るようになった。そして，この成長法により開発された
代表的な素子の一つである高電子移動度トランジスタ（
ＨＥＭＴ）はすでに商品化され，量産されている。
，高品質なヘテロ構造や超格子構造が再現性良く得られ
るようになった。そして，この成長法により開発された
代表的な素子の一つである高電子移動度トランジスタ（
ＨＥＭＴ）はすでに商品化され，量産されている。
【０００３】しかし，超高真空を基本とするＭＢＥ成長
装置は，その様な量産化に充分対応できている訳ではな
く，一層の改良による高信頼化が望まれている。
装置は，その様な量産化に充分対応できている訳ではな
く，一層の改良による高信頼化が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】図３は従来例の説明図である。図におい
て，１６は真空チャンバ，１７はシャッタ，１８はエフ
ュジョンセル，１９は分子線，２０は液体窒素シュラウ
ド，２１は基板， ２２は分子線源， ２３は蒸着溶融
物， ２４はヒーター， ２５はサーモカップルである
。
て，１６は真空チャンバ，１７はシャッタ，１８はエフ
ュジョンセル，１９は分子線，２０は液体窒素シュラウ
ド，２１は基板， ２２は分子線源， ２３は蒸着溶融
物， ２４はヒーター， ２５はサーモカップルである
。
【０００５】図３（ａ）に示すように， 従来，ＭＢＥ
装置のシャッタ１７はエフュジョンセル１８の部分で発
生した分子線１９を遮断する目的で，エフュジョンセル
１８の前面（エフュジョンセル１８と基板２１との間）
に配置されている。
装置のシャッタ１７はエフュジョンセル１８の部分で発
生した分子線１９を遮断する目的で，エフュジョンセル
１８の前面（エフュジョンセル１８と基板２１との間）
に配置されている。
【０００６】また，エフュジョンセル１８およびシャッ
タ１７は各分子線１９相互の混ざりによる汚染が生じな
いように液体窒素シュラウド２０で仕切られている。通
常，エピタキシャル結晶の膜厚などを高均一に保つため
，各エヒュジョンセル１８とシャッタ１７（通常６組な
いし７組）は基板２１の法線に対して回転対象の位置に
配置されている。
タ１７は各分子線１９相互の混ざりによる汚染が生じな
いように液体窒素シュラウド２０で仕切られている。通
常，エピタキシャル結晶の膜厚などを高均一に保つため
，各エヒュジョンセル１８とシャッタ１７（通常６組な
いし７組）は基板２１の法線に対して回転対象の位置に
配置されている。
【０００７】従って，液体窒素シュラウド２０とエフュ
ジョンセル１８およびシャッタ１７の空間的なスペース
は非常に狭い。
ジョンセル１８およびシャッタ１７の空間的なスペース
は非常に狭い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そのため，図３（ｂ）
に１個のエフュジョンセル１８近傍を拡大して示すよう
に，シャッタ１７を閉じた状態の時に，シャッタ１７に
付着した分子線１９が，シャッタ１７の開閉動作時に液
体窒素シュラウド２０の壁などに飛び散って付着堆積し
，その堆積した分子線１９の塊である蒸着溶融物２３に
シャッタ１７が食い込み，シャッタ１７の開閉動作に支
障が出て，甚だしい場合にはシャッタ１７が開閉しなく
なるという問題点があり，ＭＢＥ装置を長期間安定に運
転させる上で大きな問題であった。
に１個のエフュジョンセル１８近傍を拡大して示すよう
に，シャッタ１７を閉じた状態の時に，シャッタ１７に
付着した分子線１９が，シャッタ１７の開閉動作時に液
体窒素シュラウド２０の壁などに飛び散って付着堆積し
，その堆積した分子線１９の塊である蒸着溶融物２３に
シャッタ１７が食い込み，シャッタ１７の開閉動作に支
障が出て，甚だしい場合にはシャッタ１７が開閉しなく
なるという問題点があり，ＭＢＥ装置を長期間安定に運
転させる上で大きな問題であった。
【０００９】本発明は，シャッタ１７に付着した分子線
１９の飛び散りを抑え，液体窒素シュラウド２０と，エ
フュジョンセル１８およびシャッタ１７の空間的なスペ
ースが非常に狭い場合においても，シャッタ１７の開閉
動作をスムーズに保ち，ＭＢＥ装置を長期間にわたり安
定に運転させることを目的として提供されるものである
。
１９の飛び散りを抑え，液体窒素シュラウド２０と，エ
フュジョンセル１８およびシャッタ１７の空間的なスペ
ースが非常に狭い場合においても，シャッタ１７の開閉
動作をスムーズに保ち，ＭＢＥ装置を長期間にわたり安
定に運転させることを目的として提供されるものである
。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明のリザーバ
付きシャッタである。図において，１はシャッタ，２は
分子線，３は蒸着溶融物，４はリザーバ，５はシャッタ
保持棒である。
付きシャッタである。図において，１はシャッタ，２は
分子線，３は蒸着溶融物，４はリザーバ，５はシャッタ
保持棒である。
【００１１】シャッタ１に付着した分子線２の飛び散る
状況を詳細に観察することにより， ■シャッタが閉じている状態で，エフュジョンセルから
の放射によりシャッタの温度が，その分子線源の融点以
上になる場合であること（具体的には，インジウム（Ｉ
ｎ）やガリウム（Ｇａ）の場合に生じ， 融点の高いア
ルミニウム（Ａｌ）では生じないことが経験的に判って
いる。
状況を詳細に観察することにより， ■シャッタが閉じている状態で，エフュジョンセルから
の放射によりシャッタの温度が，その分子線源の融点以
上になる場合であること（具体的には，インジウム（Ｉ
ｎ）やガリウム（Ｇａ）の場合に生じ， 融点の高いア
ルミニウム（Ａｌ）では生じないことが経験的に判って
いる。
【００１２】■付着した分子線が重力により下方に垂れ
集まり， 蒸着溶融物となって或る程度の大きさになっ
た後に飛び散ることが判った。これらのことから， 蒸
着溶融物３を溜め， 且つ， 飛び散りを防止できるよ
うな形状のリザーバ４をシャッタ１の下部に設けること
により， 上記の問題を解決することが出来ることが分
かった。
集まり， 蒸着溶融物となって或る程度の大きさになっ
た後に飛び散ることが判った。これらのことから， 蒸
着溶融物３を溜め， 且つ， 飛び散りを防止できるよ
うな形状のリザーバ４をシャッタ１の下部に設けること
により， 上記の問題を解決することが出来ることが分
かった。
【００１３】即ち， 本発明の目的は， 図１に示すよ
うに，シャッタ１の分子線２の飛来する面の下方に，該
シャッタ１面に付着した蒸着溶融物３を溜めるリザーバ
４を設けることにより達成される。
うに，シャッタ１の分子線２の飛来する面の下方に，該
シャッタ１面に付着した蒸着溶融物３を溜めるリザーバ
４を設けることにより達成される。
【００１４】
【作用】本発明により，溶けて蒸着溶融物となった分子
線は，シャッタ下方に設けたリザーバに溜まるので，シ
ャッタが閉じられた状態の時に付着した分子線が，シャ
ッタの開閉動作時に液体窒素シュラウド壁等に飛び散り
，付着堆積して，その堆積した分子線の塊にシャッタ板
が食い込み，シャッタが開閉しなくなるという問題点が
なくなった。
線は，シャッタ下方に設けたリザーバに溜まるので，シ
ャッタが閉じられた状態の時に付着した分子線が，シャ
ッタの開閉動作時に液体窒素シュラウド壁等に飛び散り
，付着堆積して，その堆積した分子線の塊にシャッタ板
が食い込み，シャッタが開閉しなくなるという問題点が
なくなった。
【００１５】
【実施例】図１は本発明のリザーバ付きシャッタ，図２
は本発明のリザーバ付きシャッタを用いたＭＢＥ装置で
各半導体層を成長したＨＥＭＴの模式断面図である。
は本発明のリザーバ付きシャッタを用いたＭＢＥ装置で
各半導体層を成長したＨＥＭＴの模式断面図である。
【００１６】図において，１はシャッタ，２は分子線，
３は蒸着溶融物，４はリザーバ，５はシャッタ保持棒，
６はｎ−ＩｎＧａＡｓ，７はｎ−Ｉｎ０．５２ＡｌＯ．
４８Ａｓ， ８は二次元電子ガス，９はｉ−Ｉｎ０．５
３ＧａＯ．４７Ａｓ， １０はｉ−Ｉｎ０．５２ＡｌＯ
．４８Ａｓ， １１はｉ−Ｉｎ０．５３ＧａＯ．４７Ａ
ｓ， １２は半絶縁性ＩｎＰ 基板，１３はゲート，
１４はソース， １５はドレインである。
３は蒸着溶融物，４はリザーバ，５はシャッタ保持棒，
６はｎ−ＩｎＧａＡｓ，７はｎ−Ｉｎ０．５２ＡｌＯ．
４８Ａｓ， ８は二次元電子ガス，９はｉ−Ｉｎ０．５
３ＧａＯ．４７Ａｓ， １０はｉ−Ｉｎ０．５２ＡｌＯ
．４８Ａｓ， １１はｉ−Ｉｎ０．５３ＧａＯ．４７Ａ
ｓ， １２は半絶縁性ＩｎＰ 基板，１３はゲート，
１４はソース， １５はドレインである。
【００１７】前述の図１に示したように，シャッタ１の
下方にリザーバ４を設けることにより，前述の図３に示
すＭＢＥ装置のエフュジョンセルからＩｎやＧａ を蒸
発させても， シャッタに衝突した分子線は，シャッタ
面に蒸着溶融物として付着し，シャッタ下方に設けたリ
ザーバに溜まるので，シャッタが閉じられた状態の時に
付着した分子線が，シャッタの開閉動作時に液体窒素シ
ュラウド壁等に飛び散り，付着堆積して，その堆積した
分子線の塊にシャッタ板が食い込み，シャッタが開閉し
なくなるということが無くなった。
下方にリザーバ４を設けることにより，前述の図３に示
すＭＢＥ装置のエフュジョンセルからＩｎやＧａ を蒸
発させても， シャッタに衝突した分子線は，シャッタ
面に蒸着溶融物として付着し，シャッタ下方に設けたリ
ザーバに溜まるので，シャッタが閉じられた状態の時に
付着した分子線が，シャッタの開閉動作時に液体窒素シ
ュラウド壁等に飛び散り，付着堆積して，その堆積した
分子線の塊にシャッタ板が食い込み，シャッタが開閉し
なくなるということが無くなった。
【００１８】本発明のシャッタを用いたＭＢＥ装置によ
り，ＩｎＧａＡｓ／ｎ−ＡｌＩｎＡｓ 構造のＨＥＭＴ
の成膜を行った一実施例について説明する。Ｉｎ， Ｇ
ａ， Ａｌ， 砒素（Ａｓ）， シリコン（Ｓｉ）の５
種類の物質を分子線源２２として，前述の図３に示した
５個のエフュジョンセル１８に入れ，各エフュジョンセ
ル１８をヒーター２４により加熱し，シャッタ１７を開
閉して，図２に示す各半導体層を半絶縁性ＩｎＰ 基板
１２の上に， 順次， 所望の厚さに積層していく。Ｓ
ｉはｎ型のドーパントとして，５ｘ１０１７／ｃｍ３の
濃度に半導体層中にドーズする。
り，ＩｎＧａＡｓ／ｎ−ＡｌＩｎＡｓ 構造のＨＥＭＴ
の成膜を行った一実施例について説明する。Ｉｎ， Ｇ
ａ， Ａｌ， 砒素（Ａｓ）， シリコン（Ｓｉ）の５
種類の物質を分子線源２２として，前述の図３に示した
５個のエフュジョンセル１８に入れ，各エフュジョンセ
ル１８をヒーター２４により加熱し，シャッタ１７を開
閉して，図２に示す各半導体層を半絶縁性ＩｎＰ 基板
１２の上に， 順次， 所望の厚さに積層していく。Ｓ
ｉはｎ型のドーパントとして，５ｘ１０１７／ｃｍ３の
濃度に半導体層中にドーズする。
【００１９】分子線源２２の温度はＩｎが ７５０℃，
Ｇａ が９５０ ℃，Ａｌ が１，０８０ ℃， Ａｓ
が３２０ ℃，Ｓｉ が１，２５０ ℃とし， 成長中
の真空度５ｘ１０−８Ｔｏｒｒ， 膜の成長速度１．２
μｍ／ｈの条件で成膜を行った。
Ｇａ が９５０ ℃，Ａｌ が１，０８０ ℃， Ａｓ
が３２０ ℃，Ｓｉ が１，２５０ ℃とし， 成長中
の真空度５ｘ１０−８Ｔｏｒｒ， 膜の成長速度１．２
μｍ／ｈの条件で成膜を行った。
【００２０】各半導体層を積層した基板１２は， その
後， リセスを形成し， ゲート１３， ソース１４，
ドレイン１５の各電極を形成して素子を完成する。こ
のＨＥＭＴの半導体層の成膜において， 前述の図１に
示したように，シャッタ１の下方にリザーバ４を設ける
ことにより，ＭＢＥ装置のエフュジョンセルから融点の
低いＩｎやＧａを蒸発させても， シャッタ１に衝突し
た分子線は，シャッタ１の面に蒸着溶融物３として付着
し，シャッタ１の下方に設けたリザーバ４に溜まるので
，シャッタ１が閉じられた状態の時に付着した分子線２
が，シャッタ１の開閉動作時に液体窒素シュラウド壁等
に飛び散り，付着堆積して，その堆積した分子線２の塊
にシャッタ１が食い込み，シャッタ１が開閉しなくなる
ということが全くなくなった。
後， リセスを形成し， ゲート１３， ソース１４，
ドレイン１５の各電極を形成して素子を完成する。こ
のＨＥＭＴの半導体層の成膜において， 前述の図１に
示したように，シャッタ１の下方にリザーバ４を設ける
ことにより，ＭＢＥ装置のエフュジョンセルから融点の
低いＩｎやＧａを蒸発させても， シャッタ１に衝突し
た分子線は，シャッタ１の面に蒸着溶融物３として付着
し，シャッタ１の下方に設けたリザーバ４に溜まるので
，シャッタ１が閉じられた状態の時に付着した分子線２
が，シャッタ１の開閉動作時に液体窒素シュラウド壁等
に飛び散り，付着堆積して，その堆積した分子線２の塊
にシャッタ１が食い込み，シャッタ１が開閉しなくなる
ということが全くなくなった。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
従来問題となっていたＭＢＥ装置のシャッタの開閉不良
を前記の解決策を施すことにより除去でき，ＭＢＥ装置
を長期間安定に運転させる上で，大きな改善が見られた
。
従来問題となっていたＭＢＥ装置のシャッタの開閉不良
を前記の解決策を施すことにより除去でき，ＭＢＥ装置
を長期間安定に運転させる上で，大きな改善が見られた
。
【００２２】これにより，本発明はＭＢＥ装置の安定に
大きく役立ち，引いては半導体製造装置の稼働率の向上
に寄与するところが大きい。
大きく役立ち，引いては半導体製造装置の稼働率の向上
に寄与するところが大きい。
【図１】 本発明のリザーバ付きシャッタ
【図２】
本発明のリザーバ付きシャッタを用いたＭＢＥ装置で
各半導体層を成長したＨＥＭＴの模式断面図
本発明のリザーバ付きシャッタを用いたＭＢＥ装置で
各半導体層を成長したＨＥＭＴの模式断面図
【図３】
従来例の説明図
従来例の説明図
１ シャッタ
２ 分子線
３ 蒸着溶融物
４ リザーバ
５ シャッタ保持棒
６ ｎ−ＩｎＧａＡｓ，
７ ｎ−Ｉｎ０．５２ＡｌＯ．４８Ａｓ８ 二次元
電子ガス ９ ｉ−Ｉｎ０．５３ＧａＯ．４７Ａｓ１０ ｉ−
Ｉｎ０．５２ＡｌＯ．４８Ａｓ， １１ ｉ−Ｉｎ０
．５３ＧａＯ．４７Ａｓ１２ 半絶縁性ＩｎＰ １３ ゲート １４ ソース １５ ドレイン
電子ガス ９ ｉ−Ｉｎ０．５３ＧａＯ．４７Ａｓ１０ ｉ−
Ｉｎ０．５２ＡｌＯ．４８Ａｓ， １１ ｉ−Ｉｎ０
．５３ＧａＯ．４７Ａｓ１２ 半絶縁性ＩｎＰ １３ ゲート １４ ソース １５ ドレイン
Claims (1)
- 【請求項１】 シャッタ（１） の分子線（２） の
飛来する面の下方に，該シャッタ（１） 面に付着した
蒸着溶融物（３） を溜めるリザーバ（４） を設けた
ことを特徴とする分子線エピタキシ装置用シャッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40469990A JPH04224192A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 分子線エピタキシ装置用シャッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40469990A JPH04224192A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 分子線エピタキシ装置用シャッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224192A true JPH04224192A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18514352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40469990A Withdrawn JPH04224192A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 分子線エピタキシ装置用シャッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224192A (ja) |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP40469990A patent/JPH04224192A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |