JPH043005Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば分子線エピタキシー
（MBE）装置等に用いられて、セル部からの蒸発
粒子をクラツカー部においてクラツキングするク
ラツカーセルに関し、特にクラツカー部とセル部
間の熱干渉防止手段に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、従来のクラツカーセルの一例を示す
概略断面図である。このクラツカーセルは、セル
部１０およびクラツカー部２０を備えている。セ
ル部１０は、蒸発材料を収納するセル（るつぼ）
２、セル２加熱用のヒータ４、保温用の反射板６
およびセル２の測温用の熱電対８を備えている。
クラツカー部２０は、光学的に非直線状のクラツ
カー１２、クラツカー１２加熱用のヒータ１４、
保温用の反射板１６およびクラツカー１２の測温
用の熱電対１８を備えている。そしてセル部１０
とクラツカー部２０とは、導入管２２で結ばれて
おり、その回りにはクラツカー部２０とセル部１
０間の熱干渉を防ぐための反射板２４が設けられ
ている。

セル２に蒸発材料として例えばＶ族元素（ヒ
素、リン、アンチモン等）を入れてヒータ４によ
つて加熱して蒸発させると、蒸発粒子の大半はテ
トラマ（As₄、P₄、Sb₄等）の形になる。これが
導入管２２を通つて、ヒータ１４によつて加熱さ
れたクラツカー１２に入りその壁に当たると、テ
トラマは壁から熱エネルギーを得てダイマ
（As₂、P₂、Sb₂等）にクラツキング（熱分解）さ
れ、それが当該クラツカーセルから分子線として
放射される。尚、セル２の温度T₁とクラツカー
１２の温度T₂の関係は、T₁＜T₂である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のようなクラツカーセルにおいては、クラ
ツカー部２０とセル部１０の熱干渉を小さくしな
ければ分子線の制御が困難になるため、両者間に
反射板２４を設けてクラツカー部２０からセル部
１０への輻射熱を軽減させるようにしている。

その場合、反射板２４の枚数が多い程輻射熱を
多く軽減できるが、その枚数が多くなるにつれて
枚数を増やしたことによる効果は薄れてくる。な
ぜなら、反射板２４をＮ枚設ければ、輻射熱軽減
効果は、通常、大まかな計算をすれば反射板２４
が無い時の１／（Ｎ＋１）になるからである。

従つて、反射板２４の枚数をむやみに増やして
もその効果には自ずと限度があり、反射板２４を
通してクラツカー部２０からセル部１０へ確実に
熱が伝わる。

そこでこの考案は、クラツカー部とセル部間の
熱干渉をより軽減することができるようにしたク
ラツカーセルを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案のクラツカーセルは、蒸発材料を加熱
して蒸発させるセル部と、蒸発粒子をクラツキン
グするクラツカー部とを備えるクラツカーセルに
おいて、クラツカー部とセル部との間に、冷却媒
体が通される冷却手段を設けたことを特徴とす
る。

〔作用〕

クラツカー部からセル部へ向かう熱は、その間
の冷却手段によつて吸収除去される。その結果、
クラツカー部からセル部への熱干渉は大幅に軽減
される。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例に係るクラツカー
セルを示す概略断面図であり、第２図は第１図の
水冷ジヤケツトを線−方向に見た断面図であ
る。第４図と同一または同等部分には同一符号を
付してその説明を省略する。

この実施例においては、前述したようなクラツ
カー部２０とセル部１０間に、冷却手段の一例と
して水冷ジヤケツト３０を設けている。この水冷
ジヤケツト３０は、薄い筒状の密閉容器であり、
その中央部には前述した導入管２２が通されてお
り、その内部には給排水用のパイプ３２，３４を
介して冷却水Ｗが通される。

その場合、水冷ジヤケツト３０は、この例のよ
うに、クラツカー部２０の後ろに前述したような
反射板２４を設けておいて、その反射板２４とセ
ル部１０間に設けるのが好ましい。これは、クラ
ツカー部２０からの輻射熱を先に反射板２４にお
いてある程度まで軽減しておく方が、水冷ジヤケ
ツト３０による輻射熱軽減効果をより高めること
ができるからである。

また、水冷ジヤケツト３０による輻射熱軽減効
果をより高める観点から、水冷ジヤケツト３０の
直径は、この例のようにセル部１０の口径よりも
大きくする方が好ましい。

上記のようなクラツカーセルにおいては、クラ
ツカー部２０からセル部１０への輻射熱は、反射
板２４によつてある程度まで軽減される。そして
最終段の（即ち最もセル部１０側の）反射板２４
からセル部１０へ向かう輻射熱は、両者間に設け
られた水冷ジヤケツト３０で吸収され、その熱は
冷却水Ｗによつて搬出除去される。その結果、ク
ラツカー部２０からセル部１０への熱干渉は大幅
に軽減される。

例えば、上記のようなクラツカーセルで昇温実
験を行つたところ、クラツカー部２０の温度が
1000℃の時、セル部１０の温度は175℃に抑える
ことができ、両者間の熱干渉を小さく抑えること
ができた。

尚、水冷ジヤケツト３０の構造は、第２図のよ
うなものの代わりに第３図のようなものとしても
良い。この水冷ジヤケツト３０は、内部に仕切板
３６を設けてその両側に給排水用のパイプ３２，
３４を接続したものであり、このようにすれば、
内部の冷却水Ｗの流れが良好になつて冷却効果が
一層高まる。

また、冷却手段は、必ずしも上記のような水冷
ジヤケツト３０に限定されるものではなく、他の
構造のものでも良い。例えば、上記とは別の構造
の水冷ジヤケツト、あるいは水冷ジヤケツトでな
くても、円板に水冷パイプを沿わせたもの、水冷
パイプを渦巻状に巻いたもの、等でも良い。

更に、上記のような冷却手段に通す冷却媒体
は、必ずしも冷却水に限定されるものではなく、
例えば液体窒素等の他の冷却媒体を用いても良
い。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案のよれば、クラツカー部
とセル部間の熱干渉を大幅に軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係るクラツカ
ーセルを示す概略断面図である。第２図は、第１
図の水冷ジヤケツトを線−方向に見た断面図
である。第３図は、水冷ジヤケツトの他の例を示
す断面図である。第４図は、従来のクラツカーセ
ルの一例を示す概略断面図である。 １０……セル部、２０……クラツカー部、３０
……水冷ジヤケツト、Ｗ……冷却水。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸発材料を加熱して蒸発させるセル部と、蒸発
   粒子をクラツキングするクラツカー部とを備える
   クラツカーセルにおいて、クラツカー部とセル部
   との間に、冷却媒体が通される冷却手段を設けた
   ことを特徴とするクラツカーセル。