JPH06347554A - 分子線強度モニター - Google Patents
分子線強度モニターInfo
- Publication number
- JPH06347554A JPH06347554A JP5137395A JP13739593A JPH06347554A JP H06347554 A JPH06347554 A JP H06347554A JP 5137395 A JP5137395 A JP 5137395A JP 13739593 A JP13739593 A JP 13739593A JP H06347554 A JPH06347554 A JP H06347554A
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- JP
- Japan
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- ionization vacuum
- vacuum gauge
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- Pending
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- Measurement Of Radiation (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 付着物質などの再蒸発による影響を除去し、
正確に分子線強度をモニターする分子線強度モニターを
提供する。 【構成】 電離真空計３の フィラメント３１からの熱
が直接到達する部分（筐体２など）を加熱するためのヒ
ーター１６を設け、分子線源から飛来する物質が付着す
ると同時に再蒸発させる。
正確に分子線強度をモニターする分子線強度モニターを
提供する。 【構成】 電離真空計３の フィラメント３１からの熱
が直接到達する部分（筐体２など）を加熱するためのヒ
ーター１６を設け、分子線源から飛来する物質が付着す
ると同時に再蒸発させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子線エピタキシー法
において分子線強度の測定に用いられる分子線強度モニ
ターに関するものである。
において分子線強度の測定に用いられる分子線強度モニ
ターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】分子線エピタキシー法は、各種の電子デ
バイス、光デバイスなどの作製に際し、特に精密な結晶
構造を制御するのに有効であり、広く用いられている。
分子線エピタキシー法による薄膜の形成においては、結
晶成長制御のために分子線強度を正確に制御する必要が
ある。分子線強度の安定性は分子線源（セル）の構造、
容量、あるいは原料物質の性質により左右されるが、一
般に温度条件が一定に保持されるならば、ある程度の時
間内においては分子線強度を一定値に保つことができ
る。しかし、結晶成長のための装置を長期間にわたって
反復使用するためには、結晶成長開始前に分子線強度を
確認し、所望する構造を形成できるよう分子線強度を調
節しなければならない。そのために、分子線強度をモニ
ターする方法として、振動子上に膜を堆積させて成長速
度を読みとるクリスタルモニターや、直接飛来する分子
線を受け、イオン電流から強度を読む電離真空計などが
一般的に用いられている。特に、電離真空計は、回転お
よび加熱が可能なマニピュレーター上に基板と共に設置
することにより、基板位置の近傍での分子線強度モニタ
ーとして機能する。さらに、マニピュレーターを操作し
て電離真空計を分子線飛来する方向に向けることによ
り、基板から見て異なる方向に位置する複数のセルから
の分子線強度を測定するのに適する。
バイス、光デバイスなどの作製に際し、特に精密な結晶
構造を制御するのに有効であり、広く用いられている。
分子線エピタキシー法による薄膜の形成においては、結
晶成長制御のために分子線強度を正確に制御する必要が
ある。分子線強度の安定性は分子線源（セル）の構造、
容量、あるいは原料物質の性質により左右されるが、一
般に温度条件が一定に保持されるならば、ある程度の時
間内においては分子線強度を一定値に保つことができ
る。しかし、結晶成長のための装置を長期間にわたって
反復使用するためには、結晶成長開始前に分子線強度を
確認し、所望する構造を形成できるよう分子線強度を調
節しなければならない。そのために、分子線強度をモニ
ターする方法として、振動子上に膜を堆積させて成長速
度を読みとるクリスタルモニターや、直接飛来する分子
線を受け、イオン電流から強度を読む電離真空計などが
一般的に用いられている。特に、電離真空計は、回転お
よび加熱が可能なマニピュレーター上に基板と共に設置
することにより、基板位置の近傍での分子線強度モニタ
ーとして機能する。さらに、マニピュレーターを操作し
て電離真空計を分子線飛来する方向に向けることによ
り、基板から見て異なる方向に位置する複数のセルから
の分子線強度を測定するのに適する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】各セルから飛来する分
子線は方向性を有するが、ある程度の広がりを持つ。そ
のため、マニピュレーターの各部に分子線による薄膜が
付着することは避けられない。このようにマニピュレー
ターの各部に薄膜が付着した状態で、電離真空計のフィ
ラメントを点灯すると、徐々にフィラメント周辺部分の
温度が上昇する。フィラメント周辺部分に付着した薄膜
物質の種類によっては、フィラメントからの熱のために
付着した物質が再蒸発する場合がある。再蒸発した物質
の蒸気圧が低い場合は特に問題とはならない。しかし、
再蒸発した物質の蒸気圧が高い場合、電離真空計による
読みに影響を与えるようになる。例えば、原料としてＺ
ｎ，Ｓｅ、Ｓ，Ｔｅ、Ｃｄ等を用いた場合、図４に示す
ように、フィラメント点灯直後から電離真空計の指示値
が上昇し始め、約１時間経過後に最大値を示し、その後
徐々に下降する。このように、電離真空計が実際に飛来
する分子線の強度とは異なる指示値を示している状態で
薄膜結晶成長を行うと、所望する組成、構造などが得ら
れないという問題点を有していた。この影響は、特に低
融点、高蒸気圧の物質の場合に著しい。また、正しい値
を表示するまでに長時間を要し、その間は分子線強度の
測定をすることができず、分子線エピタキシー装置を使
用することができないという問題点を有していた。本発
明は以上のような問題点を解決するためになされたもの
であり、分子線強度を正確に測定するための分子線強度
モニターを提供することを目的とする。
子線は方向性を有するが、ある程度の広がりを持つ。そ
のため、マニピュレーターの各部に分子線による薄膜が
付着することは避けられない。このようにマニピュレー
ターの各部に薄膜が付着した状態で、電離真空計のフィ
ラメントを点灯すると、徐々にフィラメント周辺部分の
温度が上昇する。フィラメント周辺部分に付着した薄膜
物質の種類によっては、フィラメントからの熱のために
付着した物質が再蒸発する場合がある。再蒸発した物質
の蒸気圧が低い場合は特に問題とはならない。しかし、
再蒸発した物質の蒸気圧が高い場合、電離真空計による
読みに影響を与えるようになる。例えば、原料としてＺ
ｎ，Ｓｅ、Ｓ，Ｔｅ、Ｃｄ等を用いた場合、図４に示す
ように、フィラメント点灯直後から電離真空計の指示値
が上昇し始め、約１時間経過後に最大値を示し、その後
徐々に下降する。このように、電離真空計が実際に飛来
する分子線の強度とは異なる指示値を示している状態で
薄膜結晶成長を行うと、所望する組成、構造などが得ら
れないという問題点を有していた。この影響は、特に低
融点、高蒸気圧の物質の場合に著しい。また、正しい値
を表示するまでに長時間を要し、その間は分子線強度の
測定をすることができず、分子線エピタキシー装置を使
用することができないという問題点を有していた。本発
明は以上のような問題点を解決するためになされたもの
であり、分子線強度を正確に測定するための分子線強度
モニターを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の分子線強度モニターは、電離真空計と、前
記電離真空計を保持し前記電離真空計が分子線の飛来す
る方向を向くように回転可能なマニピュレーターと、開
口部を有し前記開口部を通過した分子線が前記電離真空
計に到達するように前記電離真空計を囲む筐体と、前記
電離真空計のフィラメントからの熱が直接到達する部分
を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段から輻射さ
れた熱を前記筐体に反射するための熱反射部材と、前記
加熱手段からの熱が前記マニピュレーターに伝わらない
ようにするための断熱部材とを具備するように構成した
ものである。
め、本発明の分子線強度モニターは、電離真空計と、前
記電離真空計を保持し前記電離真空計が分子線の飛来す
る方向を向くように回転可能なマニピュレーターと、開
口部を有し前記開口部を通過した分子線が前記電離真空
計に到達するように前記電離真空計を囲む筐体と、前記
電離真空計のフィラメントからの熱が直接到達する部分
を加熱するための加熱手段と、前記加熱手段から輻射さ
れた熱を前記筐体に反射するための熱反射部材と、前記
加熱手段からの熱が前記マニピュレーターに伝わらない
ようにするための断熱部材とを具備するように構成した
ものである。
【０００５】上記構成において、加熱手段は筐体の壁部
の内部に設けられていることが好ましい。また、加熱手
段は無誘導巻線ヒーターであることが好ましい。
の内部に設けられていることが好ましい。また、加熱手
段は無誘導巻線ヒーターであることが好ましい。
【０００６】
【作用】電離真空計のフィラメントからの熱が直接到達
する部分に加熱手段を設けたので、その部分に付着した
物質は、加熱手段からの熱によりあらかじめ再蒸発され
る。そのため、電離真空計のフィラメントを点灯して
も、フィラメントからの熱によっては付着物質の再蒸発
は起らず、電離真空計の指示値に影響を及ぼすことはな
い。また、熱反射部材および断熱部材を電離真空計又は
筐体とマニピュレーターとの間に設置したので、加熱手
段からの熱がマニピュレーターに伝わることはなく、マ
ニピュレーター上に装着された基板等に熱的影響を及ぼ
すこともない。さらに、加熱手段を筐体の壁部に設け、
筐体の表面に付着した物質を直接加熱するので、付着物
質の再蒸発が効率よく行われる。さらに、加熱手段を無
誘導巻線ヒーターとしたので、その他の計測に影響を及
ぼすことはない。
する部分に加熱手段を設けたので、その部分に付着した
物質は、加熱手段からの熱によりあらかじめ再蒸発され
る。そのため、電離真空計のフィラメントを点灯して
も、フィラメントからの熱によっては付着物質の再蒸発
は起らず、電離真空計の指示値に影響を及ぼすことはな
い。また、熱反射部材および断熱部材を電離真空計又は
筐体とマニピュレーターとの間に設置したので、加熱手
段からの熱がマニピュレーターに伝わることはなく、マ
ニピュレーター上に装着された基板等に熱的影響を及ぼ
すこともない。さらに、加熱手段を筐体の壁部に設け、
筐体の表面に付着した物質を直接加熱するので、付着物
質の再蒸発が効率よく行われる。さらに、加熱手段を無
誘導巻線ヒーターとしたので、その他の計測に影響を及
ぼすことはない。
【０００７】
【実施例】本発明の分子線強度モニターを、その好適な
一実施例を示す図１、図２および図３を用いて説明す
る。図１はこの実施例における分子線強度モニターの構
成を示す斜視図、図２は図１に示す分子線強度モニター
の断面図、図３はこの実施例における分子線強度モニタ
ーの指示値の時間的変化を示す図である。
一実施例を示す図１、図２および図３を用いて説明す
る。図１はこの実施例における分子線強度モニターの構
成を示す斜視図、図２は図１に示す分子線強度モニター
の断面図、図３はこの実施例における分子線強度モニタ
ーの指示値の時間的変化を示す図である。
【０００８】図１および図２において、分子線強度モニ
ター１は、開口部２１を有する筐体２と、筐体２に囲ま
れるように筐体２の内部に設けられた電離真空計３と、
筐体１とマニピュレーター６との間に設けられた熱反射
板４および断熱板５などで構成されている。本来マニピ
ュレーター６には基板装着機構や回転機構などが設けら
れているが、本発明とは直接関係がないため図面から省
略している。図示しない回転機構により、マニピュレー
ター６はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に任意に回転され
る。また図２に示すように、電離真空計３はフィラメン
ト３１、コレクター３２およびグリッド３３などで構成
され、筐体２の中心部近傍に配置されている。電離真空
計３は筐体２の開口部２１を介して露出している。ここ
で、マニピュレーター６を図１に示す各軸の周りに回転
させることにより、フィラメント３１が分子線の飛来す
る方向を向くように制御する。筐体２の壁部２２にはヒ
ーター１６が内蔵されている。このヒーター１６は、他
の計測などに影響を与えないように無誘導巻線を用いる
ことが好ましい。筐体２とマニピュレーター６との間に
設けられた円弧状断面を有する熱反射板４は、例えばＴ
ａなどの高融点金属製であり、ヒーター１６からマニピ
ュレーター６の方向へ輻射された熱を、筐体２の方向へ
反射するためのものである。また、断熱板５は、例えば
耐熱性セラミック製であり、ヒーター１６からの熱が筐
体２および熱反射板４などを介してマニピュレーター６
に伝わるのを防止する。
ター１は、開口部２１を有する筐体２と、筐体２に囲ま
れるように筐体２の内部に設けられた電離真空計３と、
筐体１とマニピュレーター６との間に設けられた熱反射
板４および断熱板５などで構成されている。本来マニピ
ュレーター６には基板装着機構や回転機構などが設けら
れているが、本発明とは直接関係がないため図面から省
略している。図示しない回転機構により、マニピュレー
ター６はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に任意に回転され
る。また図２に示すように、電離真空計３はフィラメン
ト３１、コレクター３２およびグリッド３３などで構成
され、筐体２の中心部近傍に配置されている。電離真空
計３は筐体２の開口部２１を介して露出している。ここ
で、マニピュレーター６を図１に示す各軸の周りに回転
させることにより、フィラメント３１が分子線の飛来す
る方向を向くように制御する。筐体２の壁部２２にはヒ
ーター１６が内蔵されている。このヒーター１６は、他
の計測などに影響を与えないように無誘導巻線を用いる
ことが好ましい。筐体２とマニピュレーター６との間に
設けられた円弧状断面を有する熱反射板４は、例えばＴ
ａなどの高融点金属製であり、ヒーター１６からマニピ
ュレーター６の方向へ輻射された熱を、筐体２の方向へ
反射するためのものである。また、断熱板５は、例えば
耐熱性セラミック製であり、ヒーター１６からの熱が筐
体２および熱反射板４などを介してマニピュレーター６
に伝わるのを防止する。
【０００９】次に、本発明の分子線強度モニターの動作
を説明する。マニピュレーター６の方向を制御して、筐
体２の開口部２１が分子線源（セル）の方向を向くよう
にする。また、基板上の薄膜結晶成長に使用する原料は
Ｚｎ，Ｓｅ、Ｓ，Ｔｅ、Ｃｄ等であるものとする。セル
から飛来する分子線は一定の方向性を有しており、筐体
２の開口部２１を通過して電離真空計３に到達する。こ
のとき、分子線はある程度の広がりを有しているため、
筐体２やその付近のマニピュレーター６の各部にも薄膜
が付着する。ヒーター１６は、薄膜が付着した部分、特
に電離真空計３のフィラメント３１からの熱が直接到達
する部分、すなわち筐体２の表面やその付近のマニピュ
レーター６の部分を加熱する。このヒーター１６のから
の熱により、これらの部分の表面に付着した物質（付着
物質）は再蒸発する。ヒーター１６を常時加熱し続ける
と、筐体２の表面等の物質が付着すると同時に付着物質
が再蒸発する。この状態で、電離真空計３のフィラメン
ト３１を点灯し、フィラメント３１からの熱が筐体２の
表面等の伝わったとしても、その部分に付着していた物
質はすでにヒーター６１からの熱によって再蒸発してい
るから、電離真空計３指示値に影響を及ぼすことはな
い。本発明の分子線強度モニター１を用いた場合におけ
る、電離真空計３の指示値の時間的変化を図３に示す。
図４に示す従来の分子線強度モニターを用いた場合で
は、フィラメントの点灯後に見かけ上の指示値が大幅に
上昇し、正しい表示値を示すまでかなりの時間を要した
が、図３に示すように本発明の分子線強度モニター１に
よれば、指示値はフィラメント３１の点灯後の極短い時
間を経過した後、一定値を示すことがわかる。
を説明する。マニピュレーター６の方向を制御して、筐
体２の開口部２１が分子線源（セル）の方向を向くよう
にする。また、基板上の薄膜結晶成長に使用する原料は
Ｚｎ，Ｓｅ、Ｓ，Ｔｅ、Ｃｄ等であるものとする。セル
から飛来する分子線は一定の方向性を有しており、筐体
２の開口部２１を通過して電離真空計３に到達する。こ
のとき、分子線はある程度の広がりを有しているため、
筐体２やその付近のマニピュレーター６の各部にも薄膜
が付着する。ヒーター１６は、薄膜が付着した部分、特
に電離真空計３のフィラメント３１からの熱が直接到達
する部分、すなわち筐体２の表面やその付近のマニピュ
レーター６の部分を加熱する。このヒーター１６のから
の熱により、これらの部分の表面に付着した物質（付着
物質）は再蒸発する。ヒーター１６を常時加熱し続ける
と、筐体２の表面等の物質が付着すると同時に付着物質
が再蒸発する。この状態で、電離真空計３のフィラメン
ト３１を点灯し、フィラメント３１からの熱が筐体２の
表面等の伝わったとしても、その部分に付着していた物
質はすでにヒーター６１からの熱によって再蒸発してい
るから、電離真空計３指示値に影響を及ぼすことはな
い。本発明の分子線強度モニター１を用いた場合におけ
る、電離真空計３の指示値の時間的変化を図３に示す。
図４に示す従来の分子線強度モニターを用いた場合で
は、フィラメントの点灯後に見かけ上の指示値が大幅に
上昇し、正しい表示値を示すまでかなりの時間を要した
が、図３に示すように本発明の分子線強度モニター１に
よれば、指示値はフィラメント３１の点灯後の極短い時
間を経過した後、一定値を示すことがわかる。
【００１０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電離真
空計のフィラメントからの熱が直接到達する部分に加熱
手段を設け、この部分に付着した物質をあらかじめ再蒸
発させるように構成したので、電離真空計のフィラメン
トを点灯しても、その熱によっては付着物質の新たな再
蒸発は起らず、電離真空計の指示値が影響されることは
ないという効果を有する。また、本発明によれば、電離
真空計のフィラメントの点灯直後から正しい指示値を表
示するため、直ちに分子線エピタキシー装置を使用する
ことができるという効果を有する。
空計のフィラメントからの熱が直接到達する部分に加熱
手段を設け、この部分に付着した物質をあらかじめ再蒸
発させるように構成したので、電離真空計のフィラメン
トを点灯しても、その熱によっては付着物質の新たな再
蒸発は起らず、電離真空計の指示値が影響されることは
ないという効果を有する。また、本発明によれば、電離
真空計のフィラメントの点灯直後から正しい指示値を表
示するため、直ちに分子線エピタキシー装置を使用する
ことができるという効果を有する。
【図１】本発明の分子線強度モニターの一実施例の構成
を示す斜視図
を示す斜視図
【図２】上記一実施例の構成を示す断面図
【図３】本発明の分子線強度モニターによる指示値の時
間的変化を示す図
間的変化を示す図
【図４】従来の分子線強度モニターによる指示値の時間
的変化を示す図
的変化を示す図
１ 分子線強度モニター ２ 筐体 ３ 電離真空計 ４ 熱反射板 ５ 断熱板 ６ マニピュレーター １６ ヒーター ２１ 開口部 ２２ 壁部 ３１ フィラメント ３２ コレクター ３３ グリッド
Claims (3)
- 【請求項１】 電離真空計と、前記電離真空計を保持し
前記電離真空計が分子線の飛来する方向を向くように回
転可能なマニピュレーターと、開口部を有し前記開口部
を通過した分子線が前記電離真空計に到達するように前
記電離真空計を囲む筐体と、前記電離真空計のフィラメ
ントからの熱が直接到達する部分を加熱するための加熱
手段と、前記加熱手段から輻射された熱を前記筐体に反
射するための熱反射部材と、前記加熱手段からの熱が前
記マニピュレーターに伝わらないようにするための断熱
部材とを具備する分子線強度モニター。 - 【請求項２】 加熱手段は筐体の壁部の内部に設けられ
たものである請求項１の分子線強度モニター。 - 【請求項３】 加熱手段は無誘導巻線ヒーターである請
求項１又は２の分子線強度モニター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137395A JPH06347554A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 分子線強度モニター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137395A JPH06347554A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 分子線強度モニター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347554A true JPH06347554A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15197670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5137395A Pending JPH06347554A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 分子線強度モニター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347554A (ja) |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP5137395A patent/JPH06347554A/ja active Pending
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