JPS60137012A - イオンビ−ムエピタキシヤル成長装置 - Google Patents
イオンビ−ムエピタキシヤル成長装置Info
- Publication number
- JPS60137012A JPS60137012A JP58244318A JP24431883A JPS60137012A JP S60137012 A JPS60137012 A JP S60137012A JP 58244318 A JP58244318 A JP 58244318A JP 24431883 A JP24431883 A JP 24431883A JP S60137012 A JPS60137012 A JP S60137012A
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- JP
- Japan
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- ion beam
- ion
- epitaxial growth
- substrate
- voltage
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/22—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using physical deposition, e.g. vacuum deposition or sputtering
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン源から引き出されたイオンビームを質
量分離器で質量分離し、そしてイオンビームを適当な形
に整形して減速系ｔ−通って基板へ入射させるようにし
たイオンビームエピタキシャル成長装置に関するもので
ある。
量分離器で質量分離し、そしてイオンビームを適当な形
に整形して減速系ｔ−通って基板へ入射させるようにし
たイオンビームエピタキシャル成長装置に関するもので
ある。
例えばＧａＡｓ 化合物半導体薄膜をイオンビームエピ
タキシャル成長（ＩＢＥ）装置を用いて成長させようと
する場合には、Ｇａをオーブン（蒸発源）から蒸気とし
て基板に蒸着し、同時にＡｓｄＡｓ”として１００ｅＶ
程度或いはそ６以下の低エネルギーで基板に沈着するこ
とによって良好な膜質の薄膜を得ることができる。Ａｓ
＋の基板への入射エネルギーが５００ｅＶを越えると、
Ａ８＋によるＧａＡｓのスパッタ量が基板への付着量と
同等又はそれ以上になり、膜の成長り行なわれないこと
になる。
タキシャル成長（ＩＢＥ）装置を用いて成長させようと
する場合には、Ｇａをオーブン（蒸発源）から蒸気とし
て基板に蒸着し、同時にＡｓｄＡｓ”として１００ｅＶ
程度或いはそ６以下の低エネルギーで基板に沈着するこ
とによって良好な膜質の薄膜を得ることができる。Ａｓ
＋の基板への入射エネルギーが５００ｅＶを越えると、
Ａ８＋によるＧａＡｓのスパッタ量が基板への付着量と
同等又はそれ以上になり、膜の成長り行なわれないこと
になる。
そのため基板への入射エネルギーは５００ｅＶ以下、好
ましくＩＩ′１１００ｅｖ以下にする必要がある。
ましくＩＩ′１１００ｅｖ以下にする必要がある。
そこで従来のイオンビームエピタキシャル成長装置では
、スパッタリングの影響を避ける目的で基板への入射エ
ネルギーを１００．ｅＶ以下におさえるため、例えばフ
リーマン型イオン源から引き出されたＡｓ＋ビームを立
体集束セクター斂質量分離、系で質量分離し、そあ後で
Ａｓ ビームを適当な形に整形して基板へ入射させるの
であるが、Ａｓ ビームをイオン源から引き出す際に、
イオン源と引出し′電極との間に２５ＫＶ程度の引出し
電圧を印加する必要があり、またイオンビームをＩｊｆ
ｔ分離系を通って運ぶ際にイオンビームが空間電荷効果
で拡がるのを防ぐためイオン源の電位を１００ｖに保持
し、質量分離系および減速系を負の高電圧に保持してイ
オンビームを高速で運び、基板の直前で減速して低エネ
ルギーで基板へ入射する必要がある。このためイオンビ
ームをラスターすることができず、均一な膜厚分布を得
ることは困難であった。
、スパッタリングの影響を避ける目的で基板への入射エ
ネルギーを１００．ｅＶ以下におさえるため、例えばフ
リーマン型イオン源から引き出されたＡｓ＋ビームを立
体集束セクター斂質量分離、系で質量分離し、そあ後で
Ａｓ ビームを適当な形に整形して基板へ入射させるの
であるが、Ａｓ ビームをイオン源から引き出す際に、
イオン源と引出し′電極との間に２５ＫＶ程度の引出し
電圧を印加する必要があり、またイオンビームをＩｊｆ
ｔ分離系を通って運ぶ際にイオンビームが空間電荷効果
で拡がるのを防ぐためイオン源の電位を１００ｖに保持
し、質量分離系および減速系を負の高電圧に保持してイ
オンビームを高速で運び、基板の直前で減速して低エネ
ルギーで基板へ入射する必要がある。このためイオンビ
ームをラスターすることができず、均一な膜厚分布を得
ることは困難であった。
本発明の目的は、従来、１００ｅＶ以下の低エネルギー
でイオンビームエピタキシーを行なわせる際に不可能で
あった均一な膜厚分布や膜厚分布の制御を可能にしたイ
オンビームエピタキシャル成長装置を提供することにあ
る。
でイオンビームエピタキシーを行なわせる際に不可能で
あった均一な膜厚分布や膜厚分布の制御を可能にしたイ
オンビームエピタキシャル成長装置を提供することにあ
る。
この目的を達成するために、本発明によるイオビームエ
ピタキシャル成長装置は、複数個の円筒状静電レンズか
ら成る減速系の一つの円筒状静電レンズを軸線方向に沿
って二分割し、各分割したレンズ部分に該静電レンズ電
圧Ｖとこの電圧Ｖの１０％以下の電圧ΔＶとの和Ｖ＋Δ
Ｖおよび差Ｖ−ΔＶをそれぞれ印加し、集束作用と共に
偏向作用をもたせたことを特徴としている。
ピタキシャル成長装置は、複数個の円筒状静電レンズか
ら成る減速系の一つの円筒状静電レンズを軸線方向に沿
って二分割し、各分割したレンズ部分に該静電レンズ電
圧Ｖとこの電圧Ｖの１０％以下の電圧ΔＶとの和Ｖ＋Δ
Ｖおよび差Ｖ−ΔＶをそれぞれ印加し、集束作用と共に
偏向作用をもたせたことを特徴としている。
電圧ΔＶは、例えばコンピュータ制御系を用いて制御さ
れ、イオンビームの中心を適当に動かすようにされ得る
。
れ、イオンビームの中心を適当に動かすようにされ得る
。
以下本発明を、添附図面を参照して説明する。
第１図には本発明の適用されるイオンビームエピタキシ
ャル成長装置の一例を示し、１＃ｉイオン源、２は引出
し電極、３＃′ｉ立体集束セクター型質量分離系、４Ｆ
ｉスリツト、５は減速系（三つの円筒状静電レンズ５Ａ
、 ５Ｂ、 ５Ｃから成っている）。
ャル成長装置の一例を示し、１＃ｉイオン源、２は引出
し電極、３＃′ｉ立体集束セクター型質量分離系、４Ｆ
ｉスリツト、５は減速系（三つの円筒状静電レンズ５Ａ
、 ５Ｂ、 ５Ｃから成っている）。
６は蒸発源、７＃ｉ基板である。図示装置の各部の構成
は公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。また
例として蒸発源６からＧａ蒸気を発生させ、一方イオン
源１から１００ｅＶでＡｓ ビームを基板７へ入射させ
る場合の電位分布を示す。
は公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。また
例として蒸発源６からＧａ蒸気を発生させ、一方イオン
源１から１００ｅＶでＡｓ ビームを基板７へ入射させ
る場合の電位分布を示す。
第２図には第１図に示すような減速系５を用いてイオン
ビームを減速した場合の基板７上におけるイオン′祇流
密度の測定結果を示し、横軸はイオンビームの中心から
の距離ｒを表わし、グラフ（Ｉ）は１００ｅＶの場合で
あり、またグラフ（ＩＯＶｉｌＫｅＶの場合である。第
２図において線Ｃｒは基板７の回転中心でるり、ビーム
の中心から２αの位置にある。
ビームを減速した場合の基板７上におけるイオン′祇流
密度の測定結果を示し、横軸はイオンビームの中心から
の距離ｒを表わし、グラフ（Ｉ）は１００ｅＶの場合で
あり、またグラフ（ＩＯＶｉｌＫｅＶの場合である。第
２図において線Ｃｒは基板７の回転中心でるり、ビーム
の中心から２αの位置にある。
第３図にはイオンビームの中心から２ ｃｍ 陥れた点
を回転中心Ｃｒとして基板７を回転しながら沈着させた
場合の（Ｉ） １００ ｅＶ 、 （ｕ） １ＫｅＶ
における沈着イオンビームの分布状態を示す。ここでイ
オンビームの中心と基板７０回転中心との距離ａを最適
分布となるように設定し、または距離ａを最適に変化さ
せれば極めて均一な沈着膜を形成できることが認められ
る。
を回転中心Ｃｒとして基板７を回転しながら沈着させた
場合の（Ｉ） １００ ｅＶ 、 （ｕ） １ＫｅＶ
における沈着イオンビームの分布状態を示す。ここでイ
オンビームの中心と基板７０回転中心との距離ａを最適
分布となるように設定し、または距離ａを最適に変化さ
せれば極めて均一な沈着膜を形成できることが認められ
る。
そこで本発明は、イオンビームを整形しかつ適当に減速
させる機能をもつ第１図に示すような円筒状静電レンズ
から成る減速系に偏向作用をもたせることにある。その
一実施例を第４図に示す。
させる機能をもつ第１図に示すような円筒状静電レンズ
から成る減速系に偏向作用をもたせることにある。その
一実施例を第４図に示す。
第４図に示す実施例では減速系は三つの円筒状静電レン
ズ８．９．１０から成り、図示したように中間のレンズ
９は軸線方向に沿って二分割され、各部分９ａ、９ｂＶ
Ｃはレンズ電圧Ｖとこの電圧Ｖの１０％以下の電圧ΔＶ
との和差すなわちＶ＋ΔＶおよびＶ−ΔＶを印加する。
ズ８．９．１０から成り、図示したように中間のレンズ
９は軸線方向に沿って二分割され、各部分９ａ、９ｂＶ
Ｃはレンズ電圧Ｖとこの電圧Ｖの１０％以下の電圧ΔＶ
との和差すなわちＶ＋ΔＶおよびＶ−ΔＶを印加する。
これにより中間のレンズ９は円筒状レンズとしての集束
作用と共に偏向作用を合わせもつことができる。従って
イオンビームの中心から基板の回転中心までの距離ａを
変化させる作用が得られる。そして電圧ΔＶを適当なコ
ンピュータ制御系を用いて制御することにより、イオン
ビームの中心を適当に動かすようにされる。
作用と共に偏向作用を合わせもつことができる。従って
イオンビームの中心から基板の回転中心までの距離ａを
変化させる作用が得られる。そして電圧ΔＶを適当なコ
ンピュータ制御系を用いて制御することにより、イオン
ビームの中心を適当に動かすようにされる。
こうしてイオンビームの中心から基板の回転中心までの
距離ａを変化させる作用が得られる。
距離ａを変化させる作用が得られる。
このような集束作用と共に偏向作用をもたせた本発明に
おける改良型の減速系を用いたイオンビームエピタキシ
ャル成長装置によって得られた膜厚分布の一例を第５図
に示す。この図からもわかるように５〜７．５ｃｍの範
囲で極めて均一な膜厚が得られる。
おける改良型の減速系を用いたイオンビームエピタキシ
ャル成長装置によって得られた膜厚分布の一例を第５図
に示す。この図からもわかるように５〜７．５ｃｍの範
囲で極めて均一な膜厚が得られる。
以上説明してきたように、本発明においては減速系が集
束作用と共に偏向作用をもつように構成し、しかも偏向
作用を適宜制御できるように構成しているので、従来１
００ＱＶ以下の低いエネルギーでイオンビームエピタキ
シーを行なう場合に不可能であった均一膜厚分布および
（または）膜厚分布の制御が達成される。
束作用と共に偏向作用をもつように構成し、しかも偏向
作用を適宜制御できるように構成しているので、従来１
００ＱＶ以下の低いエネルギーでイオンビームエピタキ
シーを行なう場合に不可能であった均一膜厚分布および
（または）膜厚分布の制御が達成される。
なお本発明は、図示実施例のように減速系の中間電極を
二分割した構成に限定されるものではなく、減速系の他
の電極部分を分割してそれに印加される電圧を適当に制
御することで偏向作用を得るようにすることもできる。
二分割した構成に限定されるものではなく、減速系の他
の電極部分を分割してそれに印加される電圧を適当に制
御することで偏向作用を得るようにすることもできる。
第１図は本発明の適用されるイオンビームエピタキシャ
ル成長装置の一例を示す概略図、第２図は第１図の装置
を用いて得られた基板上におけるイオン電流密度を示す
グラフ、第３図＃ｉ第２図に示す条件のもとての沈着イ
オンビームの分布状態を示すグラフ、第４図は本発明に
従って構成した減速系の一実施例を示す概略斜視図、第
５図は本発明による装置を用いた場合の膜厚分布の一例
を示すグラフである。 図中、１：イオン源、２：引出し電極、３：質量分離器
、４ニスリツト、５：減速系、６：蒸発源、７：基板、
８．９．１０ ：静電レンズ。
ル成長装置の一例を示す概略図、第２図は第１図の装置
を用いて得られた基板上におけるイオン電流密度を示す
グラフ、第３図＃ｉ第２図に示す条件のもとての沈着イ
オンビームの分布状態を示すグラフ、第４図は本発明に
従って構成した減速系の一実施例を示す概略斜視図、第
５図は本発明による装置を用いた場合の膜厚分布の一例
を示すグラフである。 図中、１：イオン源、２：引出し電極、３：質量分離器
、４ニスリツト、５：減速系、６：蒸発源、７：基板、
８．９．１０ ：静電レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 イオン源から引き出されたイオンビームを質量分
離器で質量分離し、そしてイオンビームを適当な形に整
形して減速系を通って基板へ入射させるようにしたイオ
ンビームエピタキシャル成長装置において、複数個の円
筒状静電レンズから成る減速系の一つの円筒状静電レン
ズを軸線方向に削って二分割し、各分割したレンズ部分
に該静電レンズ電圧Ｖとこの電圧Ｖの１０チ以下の電圧
ΔＶとの和、■＋ΔＶおよび差Ｖ−ΔＶをそれぞれ印加
し、集束作用と共に偏向作用をもたせたことを特徴とす
るイオンビームエピタキシャル成長装置。 ２、電圧ΔＶを制御してイオンビームの中心を動かすよ
うにした特許請求の範囲第１項に記載の装置６゜
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244318A JPS60137012A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | イオンビ−ムエピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244318A JPS60137012A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | イオンビ−ムエピタキシヤル成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60137012A true JPS60137012A (ja) | 1985-07-20 |
| JPH0211010B2 JPH0211010B2 (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=17116935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58244318A Granted JPS60137012A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | イオンビ−ムエピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60137012A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63216257A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | Jeol Ltd | イオンビ−ム装置 |
| JPS63250813A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 反応性イオンビ−ム膜堆積方法 |
| JPH02181984A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-16 | Shimadzu Corp | 超電導回路の製造方法 |
| JPH07297459A (ja) * | 1995-04-05 | 1995-11-10 | Shimadzu Corp | 準平面型ジョセフソン接合の製造方法 |
| JPH088187A (ja) * | 1995-05-16 | 1996-01-12 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48100075A (ja) * | 1972-03-29 | 1973-12-18 | ||
| JPS5318183A (en) * | 1976-06-16 | 1978-02-20 | American Chain & Cable Co | Intermittent drive conveyor system |
| JPS58121622A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-20 | Ulvac Corp | イオンビ−ム発生装置 |
| JPS58208122A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | アモルフアスシリコン層の形成方法 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58244318A patent/JPS60137012A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48100075A (ja) * | 1972-03-29 | 1973-12-18 | ||
| JPS5318183A (en) * | 1976-06-16 | 1978-02-20 | American Chain & Cable Co | Intermittent drive conveyor system |
| JPS58121622A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-20 | Ulvac Corp | イオンビ−ム発生装置 |
| JPS58208122A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | アモルフアスシリコン層の形成方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63216257A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | Jeol Ltd | イオンビ−ム装置 |
| JPS63250813A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 反応性イオンビ−ム膜堆積方法 |
| JPH02181984A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-16 | Shimadzu Corp | 超電導回路の製造方法 |
| JPH07297459A (ja) * | 1995-04-05 | 1995-11-10 | Shimadzu Corp | 準平面型ジョセフソン接合の製造方法 |
| JPH088187A (ja) * | 1995-05-16 | 1996-01-12 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211010B2 (ja) | 1990-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |