JPH0710757B2

JPH0710757B2 - 積層薄膜形成法

Info

Publication number: JPH0710757B2
Application number: JP1074768A
Authority: JP
Inventors: 孝夫和保
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH02252690A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、混晶ないしそれらを組み合わせた半導体ヘテ
ロ構造を利用した電子素子，光素子、または、量子効果
を活用した新機能デバイス等の製作に必要な積層薄膜形
成法に関するものである。

（従来の技術）複数の材料を組み合わせて混晶を形成し、格子定数，エ
ネルギーギャップ等を独立に制御することで、基板と格
子定数整合を図り、かつ、バンド構造を任意に設計した
ヘテロ構造を形成できる。この種のヘテロ構造は、最近
の電子素子，光素子に広く利用されている。また、ヘテ
ロ構造における膜厚を原子層オーダで制御した量子井戸
を形成し、電子の波動を制御することで、従来型素子の
特性を凌駕する新機能素子・量子効果素子を実現できる
と期待されている。

ヘテロ構造におけるヘテロ界面に格子不整合があると、
いわゆる、ダングリングボンド，ミスフィット転位等、
様々な欠陥がヘテロ界面近傍に導入される。これらの欠
陥により界面準位が生成され、その準位に起因する電
子，正札の捕獲・放出が起こるため、素子特性のドリフ
ト，閾値の変動等、素子の動作特性に堪大な悪影響を及
ぼす。従って、ヘテロ構造を高性能素子へ応用する場合
には、ヘテロ界面での格子整合を図ることが必要不可欠
で、混晶の格子定数制御はこのための重要な技術であ
る。

分子線エピタキシャル成長（MBE）法は、クヌーセンセ
ル（Knudsen-cell）の追加により比較的容易に様々な混
晶形成が可能であること、原子層オーダの膜厚制御が可
能であること、成長温度が比較的低いヘテロ界面での相
互拡散を抑止できること等、混晶を用いたヘテロ構造の
形成技術に適した特徴を有しており、これらのヘテロ構
造を実現するための最も有力な結晶成長技術として広く
利用されている。

ヴェガード（Vegard）則によれば、格子定数は混晶組成
にほぼ比例して変化するため、格子整合を図るためには
混晶組成高精度制御が必須である。従来、混晶組成制御
は、混晶成長時の材料供給量と成長条件の制御により行
っている。上述の分子線エピタキシャル装置（以下MBE
装置と呼ぶ）においても、通常の成長条件では、成長基
板上に飛来する分子線強度の比率を制御することによ
り、混晶組成を制御する。例えば、InP上に格子整合し
たInGaAsを成長する場合、InとGaのクヌーセンセル温度
制御による各々の分子線強度を制御し、InPと格子整合
するようにInGaAs混晶の組成を制御する。格子定数制御
のためには、例えば、予備的に成長した混晶薄膜の組成
を、ヴェガード則を利用してＸ線回折法により予め求め
ておき、それに基づき、素子製作用のエピタキシャル成
長条件、特に、セル温度を設定することが一般的であ
る。この際、成長中に格子定数をその場測定し、成長条
件にフィードバックすることは行われていない。

この方法では、予備的成長の後にMBE装置外に取り出
し、別の評価装置に移して評価するため、迅速なフィー
ドバックが困難である。これは、単に時間的効率の問題
であるだけでなく、MBE成長技術の本質的な問題に関わ
るものである。即ち、分子線強度とその分布は、セルの
熱履歴によるソース形状の変化に伴って大きく変化す
る。従って、事前に得た混晶組成データを基に、実際の
素子に用いる成長挿を成長しても、時間経過も含め、セ
ルに対して何等かの熱履歴が避けられず、所望の混晶組
成即ち格子定数が得られないという問題点があった。こ
のように、セル温度を設定するだけでは性格な格子整合
を図ることができず、格子整合界面形成が困難であっ
た。

例えば、Ga,Inでは、るつぼ内部の他にるつぼ開口部周
辺でGa,Inが液滴となって再付着し、その部分から蒸発
する分子線が、るつぼ内部から蒸発した分子線とともに
基板に飛来するが、その液滴の分布が熱履歴によって変
化するため、各々の分子線強度分布もそれに伴って変化
する。従って、事前に得た混晶組成データを基に、実際
の素子に用いる成長層、例えばInGaAsを形成しても、時
間経過も含め、何等かの熱履歴が避けられないため、所
望の混晶組成が得られず、格子整合界面形成が困難であ
った。このため、界面に欠陥発生が避けられず、素子特
性低下の原因となるという問題があった。

高精度制御のためには、これらの熱履歴を経ることな
く、成長中ないしその直前に分子線強度のその場測定が
必要である。そのため、RHEED強度振動を用いて、その
場で分子線強度を測定する方法がある。

本方法を第２図を用いて説明する。第２図において21a
はMBE装置の主成長室、21bは分子線源、22はGaAs基板、
23aは電子銃、23bは入射電子線、23cは反射回折電子、2
4は電子回折像を写すための蛍光スクリーン、25は集光
レンズ、26は光導波用の光ファィバ、27は光電子増倍
管、28は記録用のＸ−ｔレコーダである。成長を開始す
ると、RHEEDパターンにおける特定のスポット、例えば
鏡面反射点における強度が時間と共に振動することは公
知である。回折パターン中の特定の場所における電子線
強度に比例する発光は、レンズ25によってファィバ26の
一端に集光され、さらに、ファィバ26によって光電子増
倍管27に伝達される。その出力の強度変化をレコーダ28
で記録することができる。

強度振動周期が１原子層成長時間に対応することが知ら
れているため、Ga原子の付着係数が実行的に１と見なし
ても良い基板温度領域、例えば、550℃では、振動周期
から成長速度、即ち、Ga分子線強度が求まる。更に、Al
をGaと同時に供給してAlGaAs混晶を成長し、そのときの
振動周期とGaAsの場合のものと比較す２ことで、AlとGa
の分子線強度をその場で得ることができる。

しかし、RHEED振動が観測できる条件が限定されている
こと、また、振動が急激に減衰しやすいこと等のため、
測定精度向上が困難であり、また、成長条件・材料系に
よってはRHEED振動が観測できず組成制御ができないと
いう問題点があった。

（発明が解決しようとする課題）従来のMBE装置では、種々の材料系に対して、格子定数
のその場測定を行い、成長条件にフィードバックができ
ないため、正確に格子整合したヘテロ界面の形成が困難
であるという欠点を有していた。

本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもの
で、その目的とする点は、MBE成長中の結晶薄膜の格子
定数の制御が可能な積層薄膜形成法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）本発明は高速電子線回折（RHEED）装置と、前記RHEEDパ
ターンを撮影する高感度テレビカメラと、前記テレビカ
メラで撮影したパターンを画像処理し、前記RHEEDパタ
ーンにおける回折スポットから結晶薄膜の格子定数を評
価する画像処理システムとを備えた分子線エピタキシ装
置を用いて、成長中の結晶薄膜の格子定数を測定し、予
め設定した格子定数と比較して、その結果に基づきセル
温度を制御することを特徴とする積層薄膜形成法を発明
の要旨とするものである。

さらに本発明は高速電子回折（RHEED）装置と、前記RHE
EDパターンを撮影する高感度テレビカメラと、前記テレ
ビカメラで撮影したパターンを画像処理し、前記RHEED
パターンにおける回折スポットから結晶薄膜の格子定数
を評価する画像処理システムとを備えた分子線エピタキ
シ装置を用いて、成長中の結晶薄膜の格子定数を測定
し、予め設定した格子定数と比較して、その結果に基づ
きセル温度を制御し、更に熱処理工程を行うことを特徴
とする積層薄膜形成法を発明の要旨とするものである。

（作用）本発明によれば、MBE装置に、複数個のRHEEDスポット位
置を高精度で測定し、それらのスポット位置から格子定
数をその場で求めることができ、これを成長条件にフィ
ードバックすることのできる作用を有するものである。

（実施例）次に本発明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、本発明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うることは言うまでも
ない。

本発明の第一の実施例として、GaAs基板上に格子整合し
たCaSrF₂を成長する場合を例に取り、説明する。

第１図は本発明において用いられるMBE装置の構成を説
明する図であって、図において、101はMBE装置の主成長
室、102aはCaF₂分子線源、102bはSrF₂分子線源、102cは
その他の分子線源、103はGaAs基板、104aは電子銃、104
bは入射電子線、104cは反射回折電子、104dは電子回折
像を写すための蛍光スクリーン、104aはパターン撮影用
の高感度テレビカメラ、104fはカメラコントローラ、10
6は画像処理装置、107はビデオテープレコーダ、108a,1
08bは処理情報を示すディスプレイ、109a,109bは分子線
源の温度制御装置、110a,110bはセル加熱用のヒータ、1
11a,111bはセル温度測定用の熱電対を示す。

また、第３図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例を補足し
て説明するもので、（ａ）は本実施例で得られるRHEED
パターンの典型的な例を示す。図において、31は鏡面反
射スポットを含む回折ストリーク、32,33は01及び０
逆格子ロッドに対応する回折ストリークである。（ｂ）
は、回折ストリーク幅の時間変化を示したもので、横軸
には時間、縦軸にはΔＦをとってある。

第４図は本発明の実施例を補足して説明するので、
（ａ）において、41は入射電子線を基板面内方向で走査
させるための偏向用電極である。103はGaAs基板、104a
は電子銃、104bは入射電子線、104cは反射回折電子、10
4dは電子回折像を写すための蛍光スクリーンを示す。
（ｂ）は偏向用電極に印加する電圧の時間変化を示し、
横軸には時間、縦軸には印加電圧をとってある。

第５図は本発明の実施例を説明する図であって、第１図
に示した符号と同一のものは第１図と同じものを示す。
105a〜105fは104a〜104fに対応するRHEED系で、基板面
内において104a〜104fとほぼ垂直に配置したRHEED系で
ある。

第６図（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例を補足して説
明するもので、（ａ）は基板面下から基板面に垂直に見
上げた時の、第１図におけるRHEED系と基板の位置関係
を示す。（ｂ）は、基板面下方から基板面に垂直に見上
げた時の、第５図におけるRHEED系の位置関係を示す。
図において、103はGaAs基板、104aは電子銃、104b,105b
は入射電子線、104c,105cは反射回折電子、104d,105dは
夫々蛍光スクリーンを示す。

このMBE装置を用いてヘテロ構造を形成する方法を説明
する。先ず、GaAs基板103をヒ素雰囲気中で630℃に加熱
することで、清浄表面から得られ、第３図（ａ）に示す
ようなRHEEDパターンが得られる。このパターンをテレ
ビカメラ104eで捕らえ、その画像を画像処理装置106で
画素に分解し、各画素の強度情報を処理し（第１図参
照）、必要なら画素間のデータを補間すること、更に所
定のモデル曲線に回帰することで、パターン内のスポッ
ト、例えば32のピーク位置（第３図参照）を知ることが
できる。次ぎに、同様の処理を別のスポット33に施すこ
とで、スポットのポーク間隔d₀が求められる。各々のス
ポットがストリーク状の場合は、ストリーク内のピーク
付近の慣性主軸を各々求め、その主軸の間隔を求めるこ
ともできる。

以下に、第３図（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）を用い
て、上記の説明をより詳細に述べる。

第３図（ｃ）の（イ）は、実際の成長中に得られるRHEE
Dパターンをテレビカメラで撮影し、画像処理装置に入
力した画像の一例を示す。301は画像処理の対象となる
領域で、入力したRHEEDパターンは、例えば、縦方向，
横方向をそれぞれ512個、合計512×512個のピクセル
（画素）に分割され、各々のピクセルは16ビット分の強
度情報を持つものとして、量子化され、一時的にフレー
ムメモリに保存される。ここでは、説明のため、301の
左上が（0,0）、右上が（511,0）、左下が（0,511）、
右下が（511,511）となっているとする。

302,303,304は回折スポットを示す。格子定数を求める
ためには、まず、格子定数変動の影響を顕著に受ける回
折スポット２個、303,304を決める。次に、これらのス
ポットを含む適当な大きさの領域305,306を指定する。
第３図（ｃ）の（ロ），（ハ）は、それらの領域を拡大
し、各ピクセルの強度を黒白表示したものである。ここ
では、各領域は（30,300）から（38,308）、および（40
0,300）から（408,308）までの９×９個のピクセルで構
成されている。これらのピクセルの中から最大輝度を持
つピクセル、ここでは（34,304）と（404,304）のピク
セルを捜すことにより、各スポットのピーク位置の座標
を知ることができる。次いで、各領域内のピーク位置を
差し引くことにより、ピーク間の距離が求められる。こ
の例では404−34＝370がピーク間の距離である。

予め、求めておいた、基板と蛍光スクリーン間の距離、
蛍光スクリーン上の距離とピクセルサイズとの関係を用
いて、画像処理装置上で求めたピーク間距離を、電子線
の回折角度に換算した結果、この回折角度から結晶表面
における格子定数を求めることができた。

更に、これまでの説明では、ピーク間隔測定誤差がピク
セルの寸法で決ってしまうが、第３図（ｄ）に示したよ
うに、各ピクセルにおける強度値をもとに、補間法によ
り各ピクセルで分割され区間内の強度値分布を求めるこ
とで、ピーク位置をより正確に決定し、格子定数評価の
制度を向上させることができた。また、ガウス型曲線に
回帰させ、そのピーク位置を求めることができることは
自明である。

更に、回折パターンが第３図（ｅ）の（イ）で示したよ
うにストリーク状の場合には、以下に述べる方法で、よ
り正確な値を求めることができた。先ず、前述のスポッ
トの場合と同様に、２つのストリーク303,304を含む領
域307,308を設定する。次に、領域308内の各ピクセルの
強度に基づき、第３図（ｅ）の（ロ）に示したよう、ａ
−ａ′,b−ｂ′の慣性主軸を求める。同様に領域307内
の慣性主軸を求め、各々の領域における主軸ａ−ａ′間
の距離を求める。

予め、求めておいた、基板と蛍光スクリーン間の距離、
蛍光スクリーン上と距離とピクセルサイズとの関係を用
いて、上記の主軸間の距離を、電子線の回折角度に換算
した結果、この回折角度から結晶表面における格子定数
を求めることができた。

なお、上記の画像処理を行う前に、予め回折パターンを
観察するときの背景を画像処理装置に記憶させ、パター
ン入力画像から引算することを行うことにより、測定制
度が向上する。

また、過去の数〜数＋フレーム分の画像に遡って、それ
らを積算することによる平均化、または、それらに重み
付けを行った後の平均処理を行い、その結果得られた画
像に対して、上記の処理を行い、更に、測定制度が向上
することを確認できた。

以上の説明をまとめて、測定処理の流れ図を第３図
（ｆ）に示す。第３図（ａ）に示したスポット以外に
も、本方法によれば、多数の回折スポットを同時に観測
し、各画素への分解と強度情報の処理が可能なため、高
次の回折ピークを複数個組み合わせて格子定数決定制度
を高めることなど、Ｘ線回折の分野で広く知られてい
る。回折スポット位置（回折角度）から格子定数を精密
に決定する多くの手法を応用することができる。

本測定法においては、基板位置、螢光スクリーン位置等
の幾何学的位置関係から格子定数の絶対値測定を行うこ
とも可能であるが、既知の格子定数を基準として、相対
的に変化を求める方法も有効である。ここでは、d₀をGa
Asの格子定数に対応させ、CaSrF₂の格子定数をGaAsを基
準として測定する方法について説明する。CaF₂,SrF₂各
々のシャッタを開き、CaSrF₂の成長を開始すると、スポ
ット間隔ｄが次第に変化する。上述と全く同様の方法
で、CaSrF₂から得られるRHEEDパターンのピーク間隔ｄ
をGaAsのd₀と比較することで、CaSrF₂の格子定数ａをａ＝（d₀/d）×ａ（GaAs）により求めることができる。ここに、ａ（GaAs）はGaAs
の格子定数である。

ｄの典型的な変化を第３図（ｂ）に示す。この図に示し
たように、格子定数の異なる材料をヘテロエピタキシャ
ル成長させると、膜厚が特定の値以下では、いわゆる
「シュードモルフィック（pseudo-morphic）」な成長を
行い、成長層は弾性変形し、格子定数は基板と一致す
る。しかし、膜厚がある一定の値（臨界膜厚）を超えた
時刻ｔ′では、ミスフィット転位が発生し、格子定数が
変化し、次第に本来の歪のない状態での値（第３図ｂで
はΔｆ′）に一致する。

第１図に示したように、予めプログラムを処理装置106
に記録させることで、Δｆ′の値が０となる109a,109b
によりCaF₂とSrF₂のセル温度を制御すれば、GaAs基板上
に格子整合したCaSrF₂を成長できる。このためには、目
的とするGaAs基板をシャッタで覆い、予め別に用意した
基板上にCaSeF₂を成長させ、そのRHEEDパターンからΔ
ｆ′が０であることを確認した後に、シャッタを開くと
目的とする基板には成長初期から格子整合したCaSrF₂を
成長できる。

この方法とは別に、成長中にｄがd₀から変動したとして
も、直ちにセル温度にフィードバックして格子定数をd₀
に復元し、成長を続けることでも格子整合を図ることが
できる。基板上にエピタキシャル層を成長した場合の臨
界膜厚は、さらにその上に基板と同じ材料を堆積させサ
ンドイッチ構造にした場合の臨界膜厚より小さいことが
知られている。従って、たとえば予想外の分子線強度変
動が生じ、格子不整合の度合が増加し、臨界膜厚が初期
に設定した値より小さくなった結果、ミスフィット転位
が導入されても、その層を、さらにその上から所定の格
子定数を有する層で挟めば、結果的に臨界膜厚は大きく
なるため、適当なアニール処理を行えばミスフィット転
位を除去できる。

このようにして格子整合界面を形成すれば、界面準位密
度が低減化でき、CaSrF₂を絶縁膜に用いた、安定した特
性を持つMIS素子が実現できる。

この種の画像処理には、画像処理装置106と結合した計
算機（パーソナルコンピュータ）により行うこともでき
る。または、画像処理装置を直接、画像をデジタル化す
るインターフェースを有する計算機で置き換えることも
できる。しかし、画像処理は取り扱う情報量が多く、デ
ジタル化、画像間の演算等の基本的な画像処理には画像
処理専用機を用い、計算機を基本的画像処理手続きの進
行を管理するシークエンサとして用いることが理想的で
ある。

更に、第１図に示すように、入射電子線を電極41により
偏向させ、基板上の多点観察を行い、各々のパターンに
対応するスポット間隔を画像処理装置106で解析すれ
ば、基板面内の格子定数分布が測定できる。また、更
に、第５及び６図に示したように、互いに直交するRHEE
D系を用いれば、更に正確な面内分布測定が可能にな
る。これらの分布情報をセル温度にフィードバックすれ
ば、より一層正確な格子定数制御が可能になる。

第二の実施例として、Si基板上にCaSrF₂グレーディッド
層を成長し、更にGaAsを成長する例について説明する。

第一の実施例と同様にSi表面を例えば1000℃で清浄化し
た後、RHEEDパターンを画像処理することで基準とするS
iのd₀を決める。次に、Siとほぼ格子整合するCaF₂の成
長を開始し、所定の膜厚に達した後にSrF₂のシャッタを
開き、CaSrF₂混晶膜厚の成長を開始する。SrF₂のセル温
度を初期には充分低い温度、例えば1000℃に設定し、Ca
F₂にほぼ等しい混晶を成長させる。次ぎに、スポット間
隔ｄを観測しながら、GaAsの格子定数に一致するまでSr
F₂のセル温度を上昇させる。このようにして、所望の組
成傾斜を有するグレーディッド層が形成できる。その
後、CaF₂,SrF₂のシャッタと閉め、GaAsの成長を開始す
れば、CaSrF₂とGaAsの格子整合界面が形成でき、良好な
界面特性と、良好なGaAs膜の電気的・光学的特性が得ら
れる。

セル温度の制御は、予め膜厚に相当する成長開始後経過
時間とCaSrF₂膜厚格子定数の目的値を画像処理装置106
内に記憶させておき、RHEEDパターンにおけるｄ値がそ
れと一致するよう、予め画像処理装置106に記憶させテ
いたプログラムにより、成長中に逐次、CaF₂,SrF₂各セ
ル温度を制御することでも行うことができる。

このように、Siと高品質なGaAsを絶縁体薄膜を中間層と
して堆積できれば、電子素子，光素子を組み合わせた３
次元構造を有する集積回路を構成できる。

更に、この方法は、互いに異なる格子定数をもつPbSeと
SiをSrBaF₂グレーディッド層を介して積層し、PbSe層内
に形成した赤外検知部分とSiLSIを結合し複合処理が可
能なセンサーを形成する等、格子定数は異なるが結晶構
造が類似の、様々な半導体を弗化物混晶を中間層として
堆積し、素子製作技術として応用できる。

第三の実施例として、Si/SiGeの歪超格子製作について
説明する。

第二の実施例と同様に洗浄化したSi基板表面からのRHEE
Dパターンから基準となるd₀を決める。次にSiと共にGe
のシャッタを開き、SiGeの混晶を成長させる。膜厚が臨
界膜厚以下であれば、混晶膜は弾性的に歪み、さらにSi
を堆積することで、いわゆる歪内蔵超格子を形成できる
が、スポット間隔ｄを逐次モニタし、常にd₀と一致する
ことを確認することで、その形成がその場で確認でき
る。

更に、もし、成長中に予期せぬ理由でGeセルの温度が高
くなり、SiGe混晶組成がGeリッチになり、その結果、内
蔵歪が弾性限界を超えてミスフィット転位が発生して、
格子定数がd₀からずれたことを検知した時に、格子定数
を測定しながら、Siセル温度を高くすること、Geセル温
度を低くすること、等のフィードバックを行い、Si基板
と格子整合したエピタキシャル層を堆積し、その後、適
当な熱処理を行えば、ミスフィット転位を解消すること
が可能である。これは、前述のように、上部および下部
で他結晶と結合している膜の臨界膜厚が、基板上に成長
中で下部でのみ他結晶と結合している膜の臨界膜厚より
長いからである。

（発明の効果）以上に述べたように、本発明によれば、MBE成長中の結
晶薄膜の格子定数測定が可能であるため、正確な格子定
数制御が可能となり、格子整合ヘテロ構造を形成する上
で多大な効果を有する。格子整合ヘテロ構造は多くの電
子素子，光素子，電子・光結合素子、更に量子効果を応
用した新機能素子に利用されており、これらの素子特性
改善への効果も大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分子線エピタキシ装置の実施例を示
し、第２図は従来例、第３図は本発明の実施例を補足し
て説明する図で、（ａ）はRHEEDパターンの典型的な
例、（ｂ）は回折ストリーク幅の時間変化を示し、
（ｃ）の（イ），（ロ），（ハ）は夫々RHEEDパターン
をテレビカメラで撮影し、画像処理装置に入力した画像
の一例、（ｄ）は画像の強度と区間分布の状態、（ｅ）
の（イ），（ロ）は回折角度から結晶表面における格子
定数の求め方の説明図、（ｆ）は測定処理の流れ図を示
し、第４図は本発明の実施例を補足して説明する図で、
（ａ）は入射電子線偏向の状態、（ｂ）は偏向用電極に
印加する電圧の時間変化を示し、第５図は互いに垂直に
配置したRHEED系を示し、第６図は本発明の実施例を補
足して説明するもので、（ａ）は基板面下方から基板面
に垂直に見上げた時の第１図におけるRHEED系と基板の
位置関係を示す。（ｂ）は基板面下方から基板面に垂直
に見上げた時の第５図におけるRHEED系の位置関係を示
す。 21a……MBE装置の主成長室 21b……分子線源 22……GaAs基板 23a……電子銃 23b……入射電子線 23c……反射回折電子 24……電子回折像を写すための螢光スクリーン 25……集光レンズ 26……光導波用の光ファィバ 27……光電子増倍管 28……記録用のＸ−ｔレコーダ 31……鏡面反射スポットを含む回折ストリーク 32,33……O1及び０逆格子ロッドに対応する回折スト
リーク 41……偏向用電極 101……MBE装置の主成長室 102a,102b,102c……分子線源 103……GaAs基板 104a……電子銃 104b……入射電子線 104c……反射回折電子 104d……電子回折像を写すための螢光スクリーン 104e……パターン撮影用の高感度テレビカメラ 104f……カメラコントローラ 106……画像処理装置 107……ビデオテープレコーダ 108a,108b……処理情報を示すディスプレイ 109a,109b……分子線源の温度制御装置 110a,110b……セル加熱用のヒータ 111a,111b……セル温度測定の熱電対 105a〜105f……基板面内において104a〜104fとほぼ垂直
に配置したRHEED系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速電子線回折（RHEED）装置と、前記RHE
EDパターンを撮影する高感度テレビカメラと、前記テレ
ビカメラで撮影したパターンを画像処理し、前記RHEED
パターンにおける回折スポットから結晶薄膜の格子定数
を評価する画像処理システムとを備えた分子線エピタキ
シ装置を用いて、成長中の結晶薄膜の格子定数を測定
し、予め設定した格子定数と比較して、その結果に基づ
きセル温度を制御することを特徴とする積層薄膜形成
法。
【請求項２】高速電子線回折（RHEED）装置と、前記RHE
EDパターンを撮影する高感度テレビカメラと、前記テレ
ビカメラで撮影したパターンを画像処理し、前記RHEED
パターンにおける回折スポットから結晶薄膜の格子定数
を評価する画像処理システムとを備えた分子線エピタキ
シ装置を用いて、成長中の結晶薄膜の格子定数を測定
し、予め設定した格子定数と比較して、その結果に基づ
きセル温度を制御し、更に熱処理工程を行うことを特徴
とする積層薄膜形成法。