JPH0634372Y2 - 不純物蒸発装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、分子線エピタキシャル成長法（以下MBE法と
いう）において、固体不純物を結晶中に導入するための
不純物蒸発装置に関するものである。

（従来技術及び考案が解決しようとする課題） 分子線エピタキシャル成長法で用いられている不純物の
導入用のセルは、通常、PBNから成る「るつぼ」と加熱
用のヒーターで構成される。しかし、蒸気圧が極端に低
い固体、例えばカーボンなどには適用できない。そのた
め、カーボンの蒸発には直接通電形、すなわち、カーボ
ン自体に電極端子を接続し加熱する方法は取られてき
た。

第２図は従来の不純物蒸発装置を示すもので、図におい
て、１は板状またはジグザグ状のカーボン蒸発体、２は
電極で、その頭部においてカーボン蒸発体１にボルトを
もって結合されている。

3a,3bは夫々熱シールドで3aは円筒体の周面、3bはその
底面を示す。この構造では、電極２の固定部４はカーボ
ンの蒸発面よりやや突出して形成されている。

このような構成で問題となっているのは、（イ）金属電
極２が熱輻射及び熱伝導により加熱され、不要なガスの
発生を生じること、（ロ）金属電極端子部分４の占有面
積が大きいことである。

又、小・中形MBE装置では、セルポートが、PBNセル専用
に製作され、比較的小さいため、従来のカーボン蒸発源
では、スペース上の制限のため、カーボンの蒸発面積を
大きく取るのに不都合である。

この不要なガスの発生は所望の不純物の蒸発量すなわ
ち、半導体中のドーピング量の上限を低く抑えてしまう
ことになる。

本考案は、上記に述べた従来構造の問題を解決するため
に提案されたもので、固体不純物を効率よく蒸発し、か
つ蒸発装置自体を小形化した不純物蒸発装置を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案は一定の形状を持つ
固体の不純物体と、前記不純物体に通電を行うための２
ケ以上の金属端子と、前記不純物体と上記の金属端子と
を固定するための部品を備えて構成される直接通電形の
蒸発装置において、蒸発体のほぼ両端に、前記蒸発体の
主面に対してほぼ直角方向に引き出し部を一体に形成
し、金属電極と前記引き出し部との固定部分を、主たる
蒸発面と非同一面上に設けたことを特徴とする不純物蒸
発装置を考案の要旨とするものである。

（作用） 本考案は、直接通電形の固定不純物蒸発装置において、
蒸発体と電極との結合部分を、蒸発体の一部より、蒸発
面とほぼ直角方向に引き出し部を設け、この引き出し部
と電極との結合を行うため、蒸発面積の拡大をはかり、
効率よく蒸発を行うことができる。

（実施例） 次に本考案の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本考案の精神を逸脱しない範囲
で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまで
もない。

第１図は本考案の不純物蒸発装置の一実施例を示す。

図において、11はジグザグ状のカーボン蒸発体で、その
両端に、カーボン蒸発体の水平面と直角方向に棒状の引
き出し部11a,11bを形成する。

12a,12bは夫々金属電極で、その頭部において前記引き
出し部11a,11bとボルト及びナットよりなる固定部分14
a,14bで結合される。ボルトの軸方向は、ほぼ金属電極1
2a、12bの軸方向に対して直角方向であり、この横向き
方向の場合、ボルト，ナットを小型にすることができ
る。13a,13bは夫々円筒状の熱シールドの周面及び底面
を示す。

第２図に示した従来装置と比べると、本考案では、蒸発
体の引き出し部と金属電極との固定部分を熱シールド13
bの下方に置くことができる。この配置により、固定部
分14a,14bへの熱輻射及び熱伝導が少なくなり、温度上
昇をはるかに低く抑えることが可能となる。これによっ
て、不要なガスの発生を制御するものである。

次に主要な点は、同一の蒸発面積に対して、熱シールド
の口径を小さくできることである。これは装置の小形化
をもたらすことができる。逆に、このことは一定の熱シ
ールドの口径に対しては、蒸発面積を大きく取ることを
可能とするものである。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、直接通電形の固
体不純物蒸発装置において、蒸発体のほぼ両端に、前記
蒸発体の主面に対してほぼ直角方向に引き出し部を一体
に形成し、金属電極と前記引き出し部との固定部分を、
主たる蒸発面と非同一面上に設けたことにより、効率よ
く、かつ小形化した装置構成で、不純物を蒸発させるこ
とができる。また、不要なガスの発生が抑えられるた
め、相対的に蒸発体の温度をより高くして使用すること
ができる。さらに、蒸発面積の拡大により、不純物の蒸
発量を増やすことができる。

これらの利点は、MBE成長において高濃度の不純物ドー
ピングを容易にするものであり、種々の半導体デバイス
の高性能化に不可欠な高不純物濃度層の形成に有利とな
る。

本実施例ではカーボンの場合について説明したが、蒸発
温度において溶解しない材料であれば、同様に応用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の不純物蒸発装置の一実施例、第２図は
従来装置を示す。 11……カーボン蒸発体 12a,12b……金属電極 13a,13b……熱シールドの周面及び底面 14a,14b……固定部分

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の形状を持つ固体の不純物体と、前記
   不純物体に通電を行うための２ケ以上の金属端子と、前
   記不純物体と上記の金属端子とを固定するための部品を
   備えて構成される直接通電形の蒸発装置において、蒸発
   体のほぼ両端に、前記蒸発体の主面に対してほぼ直角方
   向に引き出し部を一体に形成し、金属電極と前記引き出
   し部との固定部分を、主たる蒸発面と非同一面上に設け
   たことを特徴とする不純物蒸発装置。