JPH04228494A - エピタキシャル析出設備のための蒸気噴出源 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子および電子／光半
導体装置のための結晶の製造装置に関し、とりわけエピ
タキシャル析出設備のための蒸気噴出源に係る。

【０００２】

【従来の技術】電子および光電子装置の製造、とりわけ
周期律表第ＩＩＩ−Ｖ元素を材料とするハイテク・タイ
プの装置の製造は、半導体物質の適切な連鎖を得るため
に、出発基板上への異なる単結晶層の引き続く析出を必
要とすることは良く知られている。この、個々の装置あ
るいは回路の実際の加工に先立つ析出は、エピタキシャ
ル・タイプのもの、つまり出発結晶特性を維持する析出
でなければならず、種々の技術によつて行われ得る。こ
れらの技術の内、液相からのエピタキシャル成長を使用
するもの（ＬＰＥ）、蒸気相からのエピタキシャル成長
を使用するもの（ＶＰＥ）あるいは分子ビ−ムからのエ
ピタキシャル成長を使用するもの（ＭＢＥ）が良く知ら
れている。

【０００３】この最後に述べた技術によれば、析出させ
るべき物質は、超高真空環境中で別々に蒸発させられ、
次いで多少とも並行化したビ−ムの形で成長させるべき
物質に向けて送られる。この技術の変種においては、有
機金属化合物とも呼ばれる、ＩＩＩ−族金属アルキルの
蒸気が、蒸気源として使用される；周囲温度においては
、それらは同一族の固体金属、即ちＧａ、Ｉｎ、Ａｌと
異なり低い蒸気圧で存在している。この様にして、設備
の蒸気源に関連する部分は、超高真空帯域の外側に置く
ことができる。かように、蒸気させるべき物質を取り扱
うときは何時でも、超高真空を回復しなければならない
と言うわけではない。その上、真空帯域においては、起
こりうる物質の汚染を避けるため、設備の設計にかなり
の複雑さを伴う、固体金属の蒸発のための高温の炉が無
い。最後に、蒸気状態の源は、各要素毎に一個の炉を伴
う噴出源に頼らず、単一の噴出源により真空帯域に導入
することができ、そこで混合され、かつ成長させるべき
基板に向けられる。

【０００４】ヘルマン（Ｍ．Ａ．Ｈｅｒｍａｎ）および
ジッタ−（Ｈ．Ｓｉｔｔｅｒ）著、パニッシュ（Ｍｏｒ
ｔｏｎ　Ｂ．Ｐａｎｉｓｈ）　編集の『分子ビ−ム・エ
ピタキシ−　（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉ
ｔａｘｙ）　』と題し、スプリンゲル・ヘルラ−ク（Ｓ
ｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）　から出版された書物
のＰ９６に描かれたような広く使われている噴出源は、
真空フランジを通過する入口管を使用して作られる。外
側管の側面には蒸気管路との連結手段が設けられ、内側
管は、出てゆく蒸気の混合のための帯域で終わっている
。この帯域には、入口管から出てゆく流れを割り、蒸気
の混合を増強することのできる、また成長させるべき基
体に向けられるビ−ムを正しく整形する出口ノズルを持
つ幾つかの邪魔板と、熱電対の制御下で一定温度を保つ
ヒ−タ−とが設けられている。包囲環境が液体窒素温度
であるとき、噴出源内温度を制御下に維持する必要性は
、壁への蒸気の凝縮、その結果としての流れ強度の変化
を、蒸気の分解をもたらし得る高温に達することなく、
避けるべきであると言う事実によるものである。通常、
周囲温度から５０℃までの範囲の温度が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】この種の噴出源は
、寧ろ実施が困難である、と言うのは、それらは加熱お
よび温度制御手段のため、噴出源内で維持されている温
度が逆に低いとき、実際に調節されない、真空フイ−ド
スル−・コネクタを必要とするからである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記欠点は、本発明によ
り提供されるエピタキシャル析出設備のための蒸気噴出
源により克服されるが、それは、超高真空環境中での加
熱および温度制御手段の存在を要することなく蒸気混合
帯域における容易な温度制御を可能とするものである。

【０００７】本発明の特定的目的は、分子蒸気ビ−ムが
、超高真空環境中で成長させるべき基板に向けられ、一
端が、蒸気入口管を支持するための手段でハ−メチック
に閉鎖され、他端には邪魔板と蒸気混合および分子ビー
ム整形のためのノズルとが設けられている第１の管を含
むエピタキシャル析出設備のための蒸気噴出源であつて
、その第１の管より大きな直径を有し、真空フランジを
備える第２の管が、丸いワッシャを通じて第１の管と同
軸的に接続され、第１の管の外側面と第２の管の内側面
との間に、蒸気混合および分子ビーム整形帯域における
、周囲温度・圧力の隙間を与えるようにしたことを特徴
とするエピタキシャル析出設備のための蒸気噴出源にあ
る。

【０００８】本発明の上記およびその他の特徴は、非限
定的な例示として与えられた以下の好ましい実施例の説
明および流出源の断面図である添付図面により、より明
らかとなるであろう。

【０００９】

【実施例】蒸気噴出源は、同軸的な位置に保たれるよう
、その一端で丸いワッシャＲＯにはんだ付けされ、その
他端に、二つの真空フランジＦＰ、ＦＧが設けられた異
なる長さと直径を有する二つの管ＴＰ、ＴＧを含むもの
である。

【００１０】幾つかの蒸気入口管が、小さい方の管ＴＰ
に導入され得る。ＴＡ１、ＴＡ２およびＴＡ３で示され
る前記管は、その数が導入されるべき蒸気の数、即ち４
以上に固有の数で、小さい方の直径の管ＴＰのフランジ
ＦＰと完全にマッチする他の真空フランジＦＡに気密に
はんだ付けされている。それらは、異なる蒸気ビ−ムの
早すぎる混合を避けるため小さい方の直径の管ＴＰの半
分を越えて貫通するような長さを表している。設備の外
側に残つている蒸気入口管の末端は、それらと蒸気源シ
ステムとの接続のための適宜なフランジＦＩ１、ＦＩ２
、ＦＩ３を有している。

【００１１】小さい方の直径の管ＴＰの中の出てゆく蒸
気の混合帯域には、分子ビ−ム整形システムがある。そ
れは、直進する蒸気の流れを遮り、曲がりくねつた経路
に従うようにするための１以上の邪魔板ＳＲ、およびそ
の直径と長さとの間の比率に基づいて、分子ビ−ム形の
正確な決定を可能とするノズルＵＧよりなるものである
。その全システムは、小さい方の直径の管ＴＰに簡単に
螺子付けでき、成長設備の要件及び幾何学的配列に従い
、容易に取り替えられるようにされている。

【００１２】管ＴＰの外側面と、管ＴＧの内側面との間
には、周囲温度・圧力での隙間があり、それは一般に管
ＴＰの内側における蒸気の凝縮を避けるのに充分なもの
である。いずれにせよ、電気抵抗あるいは熱液体循環に
より作動する加熱コイルＲＳが使用できる。このコイル
は、超高真空環境中にないので、任意の市販の型の物で
よい。このコイルの入口および出口は、小さい方の直径
の管ＴＰより短い大きい方の直径の管ＴＧの入口を通過
する。

【００１３】上述の事は、非限定的な例示としてのみ与
えられたものであることは明らかである。その変形及び
改良は、特許請求の範囲を逸脱することなく可能である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明を実施した噴出源の断面図。

【符号の説明】

ＴＰ・・・・第１の管 ＴＧ・・・・第２の管 ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３・・・・蒸気入口管ＦＰ、ＦＡ
・・・・支持するための手段ＳＲ・・・・邪魔板 ＲＳ・・・・加熱手段 ＦＧ・・・・真空フランジ ＵＧ・・・・ノズル ＲＯ・・・・丸いワッシャ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　分子蒸気ビ−ムが、超高真空環境中で
   成長させるべき基板に向けられ、一端が、蒸気入口管（
   ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３）を支持するための手段（ＦＰ
   、ＦＡ）でハ−メチックに閉鎖され、他端には邪魔板（
   ＳＲ）と蒸気混合および分子ビ−ム整形のためのノズル
   （ＵＧ）とが設けられている第１の管（ＴＰ）を含むエ
   ピタキシャル析出設備のための蒸気噴出源であつて、そ
   の第１の管（ＴＰ）より大きな直径を有し、真空フラン
   ジ（ＦＧ）を備える第２の管（ＴＧ）が、丸いワッシャ
   （ＲＯ）を通じて第１の管（ＴＰ）と同軸的に接続され
   、第１の管（ＴＰ）の外側面と第２の管（ＴＧ）の内側
   面との間に、蒸気混合および分子ビ−ム整形帯域におけ
   る、周囲温度・圧力の隙間を与えるようにしたことを特
   徴とするエピタキシャル析出設備のための蒸気噴出源。
2. 【請求項２】　　加熱手段（ＲＳ）が、前記隙間に置か
   れていることを特徴とする請求項１記載の蒸気噴流出源
   。