JPS60204694A - 分子線結晶成長装置 - Google Patents
分子線結晶成長装置Info
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- JPS60204694A JPS60204694A JP6135784A JP6135784A JPS60204694A JP S60204694 A JPS60204694 A JP S60204694A JP 6135784 A JP6135784 A JP 6135784A JP 6135784 A JP6135784 A JP 6135784A JP S60204694 A JPS60204694 A JP S60204694A
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- JP
- Japan
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- crucible
- molecular beam
- heater
- molecular
- holes
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
- C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〔発明の技術分ψｔ〕
この発明は清浄な超高真空雰囲気中で基板上に原子・分
子・イオンビームを照射することにより、結晶成−Ｊｋ
を行なわせる分子線結晶成長装置装置に閏する。
子・イオンビームを照射することにより、結晶成−Ｊｋ
を行なわせる分子線結晶成長装置装置に閏する。
７′〃浄な超高真空雰囲気中で、原子・分す・イオンビ
ームを発生せしめ、清浄化された基板上に発生ビームを
照射することにより、高品餉の結晶を成長させることが
できる。この手法を一般に「分子Ｉｖ結晶成長法」と呼
称し、これに用いられる装置を「分子ａ結晶成長装置」
と呼んでいる。
ームを発生せしめ、清浄化された基板上に発生ビームを
照射することにより、高品餉の結晶を成長させることが
できる。この手法を一般に「分子Ｉｖ結晶成長法」と呼
称し、これに用いられる装置を「分子ａ結晶成長装置」
と呼んでいる。
このような分子線結晶成長法の特徴は、成長させる結晶
の成長速度・成長；邸厚・組成・不純物分布を・１愼め
で高い精度で再現性よ＜ ’＋１ＩＩＪ御できることに
ある。従って分子線結晶成長法は、半導体レーザやルミ
高周波［・ランジスタなどの高性能半導体素子の装作に
用いられている。
の成長速度・成長；邸厚・組成・不純物分布を・１愼め
で高い精度で再現性よ＜ ’＋１ＩＩＪ御できることに
ある。従って分子線結晶成長法は、半導体レーザやルミ
高周波［・ランジスタなどの高性能半導体素子の装作に
用いられている。
ところで従来の分子線結晶成長装置Ｑの典型例を示すと
第１図のようになり、成長させる結晶の１．ｌ、７成元
累の種類に対応した叔（５〜８個）の分子線発生源（分
子１踪発生セルとも云う）１と、この分子線発生７％ｉ
、 ３から放出させられた原子・分子・イオンビームが
入射−滞積する基イ〃保持１機、＝Ｍ部１が主要な構ノ
戊部分である。同、清浄な雰囲気を作るために分子線発
生源旦と基板保持４虚構部１の周囲にガス吸着機能を有
する冷却シュラウド２が張りめぐらされている場合もあ
る。
第１図のようになり、成長させる結晶の１．ｌ、７成元
累の種類に対応した叔（５〜８個）の分子線発生源（分
子１踪発生セルとも云う）１と、この分子線発生７％ｉ
、 ３から放出させられた原子・分子・イオンビームが
入射−滞積する基イ〃保持１機、＝Ｍ部１が主要な構ノ
戊部分である。同、清浄な雰囲気を作るために分子線発
生源旦と基板保持４虚構部１の周囲にガス吸着機能を有
する冷却シュラウド２が張りめぐらされている場合もあ
る。
上記分子線発生源１を拡大して示すと、第２図のようζ
こイ１４成され、７は坩堝である。この坩堝７は、「ラ
ングミュア型」と称される有底円筒形状のものが一般に
用いられている。そして余分な不純物ガスを放出しない
ように、坩堝７には耐反応性の高挑度材’１５が使われ
ており、一般にはパイロリテック・ボロンナイトライド
（Ｐ−ＢＮ）か用いられる。このＰ−ＢＮけ、気相成長
法で育成するため、’１４堝の形状としてはラングミュ
ア摩が最も容易に得られる。このような坩堝７内には、
原子・分子緋原料ＩＯが充填されている。そして、この
原料ＩＯを加熱し妥発あるいは凋、７保させるための力
ロ熱ヒータ６が、上記坩堝７の外周に巷かれており、王
に熱幅射１軛により坩堝７を加熱する。ｐｇこ熱効率を
高めるために、加熱ヒータ６の外側には、高純）Ｗの高
７晶耐熱金属である１＞１１えはタンタル箔などを数重
ねにした熱反射リフレクタ５が設けられている。又、上
記坩堝７の底部外側には、熱面対保護体９が配、設され
、この熱甫対保護坏９の先端に設けた熱′酊対８が坩堝
７の底面に接触している。
こイ１４成され、７は坩堝である。この坩堝７は、「ラ
ングミュア型」と称される有底円筒形状のものが一般に
用いられている。そして余分な不純物ガスを放出しない
ように、坩堝７には耐反応性の高挑度材’１５が使われ
ており、一般にはパイロリテック・ボロンナイトライド
（Ｐ−ＢＮ）か用いられる。このＰ−ＢＮけ、気相成長
法で育成するため、’１４堝の形状としてはラングミュ
ア摩が最も容易に得られる。このような坩堝７内には、
原子・分子緋原料ＩＯが充填されている。そして、この
原料ＩＯを加熱し妥発あるいは凋、７保させるための力
ロ熱ヒータ６が、上記坩堝７の外周に巷かれており、王
に熱幅射１軛により坩堝７を加熱する。ｐｇこ熱効率を
高めるために、加熱ヒータ６の外側には、高純）Ｗの高
７晶耐熱金属である１＞１１えはタンタル箔などを数重
ねにした熱反射リフレクタ５が設けられている。又、上
記坩堝７の底部外側には、熱面対保護体９が配、設され
、この熱甫対保護坏９の先端に設けた熱′酊対８が坩堝
７の底面に接触している。
同、分子線発生源旦の内部、外部に適当な工夫を施すこ
とζこより、分子線発生源１から放出されるビームの原
子・分子・イオンの構成比を変えることができるが、特
別な目的でない限り、一般には有底円筒状の月ｊ堝７を
加熱ヒータ６で加熱するたけの分子１発生υＣ，，！が
用いられる。
とζこより、分子線発生源１から放出されるビームの原
子・分子・イオンの構成比を変えることができるが、特
別な目的でない限り、一般には有底円筒状の月ｊ堝７を
加熱ヒータ６で加熱するたけの分子１発生υＣ，，！が
用いられる。
この場合の原子−分子・イオンの・ｘ１１付は、原料Ｉ
Ｏと加熱温ｅ＋こよりほぼ定Ｔっている。
Ｏと加熱温ｅ＋こよりほぼ定Ｔっている。
動作時には、分子線発生源ｌから出射したビームはシャ
ッター４により開閉され、結晶を成長させる基数を夕持
し加熱する４号板保時機構部１に入射する。出射したビ
ームのうち、基板保育１プや絶世５ノで反射したり、基
板保持機構部Ｊに入射しなかった部分は、散体窒素で冷
却したシュラウド２に捕捉される。原料１０が９４や値
数のような高蒸気圧性の物質だと、この冷却シュラウド
２は系内の雰囲気を簀定化させるｈＴ要な役割を果す。
ッター４により開閉され、結晶を成長させる基数を夕持
し加熱する４号板保時機構部１に入射する。出射したビ
ームのうち、基板保育１プや絶世５ノで反射したり、基
板保持機構部Ｊに入射しなかった部分は、散体窒素で冷
却したシュラウド２に捕捉される。原料１０が９４や値
数のような高蒸気圧性の物質だと、この冷却シュラウド
２は系内の雰囲気を簀定化させるｈＴ要な役割を果す。
〔１ｔぢ七］支予阿の出ｊ、ムＡ点〕
上記従来のランクミュア型坩堝７は１．′晶鞘度の或−
Ｊを；ＩＩ４厚制イ１ｔｉｌを指向する分子間結晶成長
法にとっては、下記のような入点をイＪしている。
Ｊを；ＩＩ４厚制イ１ｔｉｌを指向する分子間結晶成長
法にとっては、下記のような入点をイＪしている。
（１）ランクミュア型坩堝７に充填された原料１゜を蒸
づ色ざヤ“原子・分子ビームを作り１目堝７の［；１４
０ｆｉｌＸ７ ａから基鈑方向に放出させた場合に、こ
のビームの強耽（原子・分子ビーム密度に対１７６する
）Ｏこは、放出方向によって鮒化するｆ自ｊ用依存恒°
がある。このビーム強ｒ化の角ｊ丸依存性は、蒸発した
原子・分子ビームがラングミュアノｌｉｖ坩堝７の内壁
７ｂに伸工突し放射紛状に再？菓発する現家から勺３じ
ている。ランクミュア型”！４堝７より放出した原子・
分子ビーム強度は）、し版上で不均一になり、一様な１
１α厚を１ひることは困’ｉ！ｉｌｉである。
づ色ざヤ“原子・分子ビームを作り１目堝７の［；１４
０ｆｉｌＸ７ ａから基鈑方向に放出させた場合に、こ
のビームの強耽（原子・分子ビーム密度に対１７６する
）Ｏこは、放出方向によって鮒化するｆ自ｊ用依存恒°
がある。このビーム強ｒ化の角ｊ丸依存性は、蒸発した
原子・分子ビームがラングミュアノｌｉｖ坩堝７の内壁
７ｂに伸工突し放射紛状に再？菓発する現家から勺３じ
ている。ランクミュア型”！４堝７より放出した原子・
分子ビーム強度は）、し版上で不均一になり、一様な１
１α厚を１ひることは困’ｉ！ｉｌｉである。
■ ランクミュア型す■堝７からの原子−分子ビームが
山、度依存性をもつのは、坩堝７の内壁７ｂと原子−分
子ビームが相互作用を有するためであるから、充填され
た原料１０の表面と開口１３７ ａとの距離ｅ％′＃ｊ
堝７の内径２ｒにより、第３図に示したような角助依存
性の変化が存在する。従って、加木１１０の涸渇と共に
原子・分子ビーム強度が変化すイ）ことになり、分子線
結晶成長上東按な問題きなっている。
山、度依存性をもつのは、坩堝７の内壁７ｂと原子−分
子ビームが相互作用を有するためであるから、充填され
た原料１０の表面と開口１３７ ａとの距離ｅ％′＃ｊ
堝７の内径２ｒにより、第３図に示したような角助依存
性の変化が存在する。従って、加木１１０の涸渇と共に
原子・分子ビーム強度が変化すイ）ことになり、分子線
結晶成長上東按な問題きなっている。
この発明の目的は、坩堝から放出される原子・分子・イ
オンビームの強Ｉ（の角；（依存性を所望の目的に沿う
ようζこｆ１ｊｌＪ御することができる分子欅結晶成ジ
装ｆ？ｃを提供するこみである。
オンビームの強Ｉ（の角；（依存性を所望の目的に沿う
ようζこｆ１ｊｌＪ御することができる分子欅結晶成ジ
装ｆ？ｃを提供するこみである。
〔発明の概、磨〕
この発明は、坩堝内ζζ１つ以上のみ孔を有する１つ以
上のコリメータを設けた分イＷ”ｊ！ ｒｉ：ｌ”ｊ晶
成−１，−装置である。
上のコリメータを設けた分イＷ”ｊ！ ｒｉ：ｌ”ｊ晶
成−１，−装置である。
この発明の分子紛精晶成Ｊそ装置も、従来と同様に、端
敬保持機構部に対問して複数の分子線発生源力杼己設さ
れ、必袈ｏこル゛６じ清浄な雰囲気を作るために、上記
基板保持機構部と分子線発生源の周囲には、ガス吸対・
効能を有する冷却シュラウドが設けられている。
敬保持機構部に対問して複数の分子線発生源力杼己設さ
れ、必袈ｏこル゛６じ清浄な雰囲気を作るために、上記
基板保持機構部と分子線発生源の周囲には、ガス吸対・
効能を有する冷却シュラウドが設けられている。
上記分子線発生源は、この発明では杷４図Ｏこ示ずよう
に構成され、従来例（第２図）と同一箇所は同一符号を
付すこと【こする。即ち、パイロリゾツク・ボロンナイ
トライド（Ｐ−ＢＮ）のような耐反応性の高純度材料か
らなるラングミュア型坩堝７内ｌこは、原子・分子線原
料ＩＯが充填されている。この坩堝７の外周には加熱ヒ
ータ６か巻かれている。この加熱ヒータ６は上記原子・
分子線原料１０を加熱し蒸発あるいは昇華させるための
もので、主に熱輻射線により坩堝７を加熱するが、この
・発明では■示のようにヒータ保持体１３に保持されて
いる。このヒータ保持体１３はパイロリゾツク・ボロン
ナイトライド（Ｐ−ＢＮ）からなり、内面に螺旋状溝を
有し、このイ゛４内に上記加熱ヒータ６か固定されてい
る。この加熱ヒータ６つまりヒータ保持体１３の外側に
は、熱反射リフレクタ１２が配設されている。この熱反
射リフレクタ１２は２重構造の有底筒状にして、底部１
．２ａｊこは両端に冷却媒体供給バイブ１８と冷却媒体
排出バイブ１９が成句けられ、上記供給バイブ１８を通
して内部【こ冷却媒体１６が充填されているっそして上
記ｊ氏都１２ａをに−ｊ：ｉＥ＆ ｌ、て棒状の熱電対
保護体９が挿入され、この熱電対保、ｆ→体９の先端に
設けた熱電対８が上記坩堝７の底面ｔこ接している。又
、上記底部１２ａを貫通して上記加熱ヒータ６の一端が
挿入され、この一端は更に加熱ヒータ相電流供給体ノ４
に接続さイｔている。
に構成され、従来例（第２図）と同一箇所は同一符号を
付すこと【こする。即ち、パイロリゾツク・ボロンナイ
トライド（Ｐ−ＢＮ）のような耐反応性の高純度材料か
らなるラングミュア型坩堝７内ｌこは、原子・分子線原
料ＩＯが充填されている。この坩堝７の外周には加熱ヒ
ータ６か巻かれている。この加熱ヒータ６は上記原子・
分子線原料１０を加熱し蒸発あるいは昇華させるための
もので、主に熱輻射線により坩堝７を加熱するが、この
・発明では■示のようにヒータ保持体１３に保持されて
いる。このヒータ保持体１３はパイロリゾツク・ボロン
ナイトライド（Ｐ−ＢＮ）からなり、内面に螺旋状溝を
有し、このイ゛４内に上記加熱ヒータ６か固定されてい
る。この加熱ヒータ６つまりヒータ保持体１３の外側に
は、熱反射リフレクタ１２が配設されている。この熱反
射リフレクタ１２は２重構造の有底筒状にして、底部１
．２ａｊこは両端に冷却媒体供給バイブ１８と冷却媒体
排出バイブ１９が成句けられ、上記供給バイブ１８を通
して内部【こ冷却媒体１６が充填されているっそして上
記ｊ氏都１２ａをに−ｊ：ｉＥ＆ ｌ、て棒状の熱電対
保護体９が挿入され、この熱電対保、ｆ→体９の先端に
設けた熱電対８が上記坩堝７の底面ｔこ接している。又
、上記底部１２ａを貫通して上記加熱ヒータ６の一端が
挿入され、この一端は更に加熱ヒータ相電流供給体ノ４
に接続さイｔている。
父、上肥吐部１２ａを修週してリフレクタ支持体１５が
挿入されている。伺、１１は熱伝導遮蔽リングである。
挿入されている。伺、１１は熱伝導遮蔽リングである。
史にこの発明では、上記士１堝７内に円板状の第１．第
２．第３のコリメータ２０，２１．２２が配設されてい
る。谷コリメータ２０，２１゜２２は坩堝７と同様にパ
イロリゾツク・ボロンナイトライド（Ｐ−ＢＮ）からな
り、それぞれ第５図に示すように構成されている。
２．第３のコリメータ２０，２１．２２が配設されてい
る。谷コリメータ２０，２１゜２２は坩堝７と同様にパ
イロリゾツク・ボロンナイトライド（Ｐ−ＢＮ）からな
り、それぞれ第５図に示すように構成されている。
即ち、渠３のコリメータ２２は原料１０の突沸による粒
状物の放出を抑制する役目と、蒸発ビーム強度分布を滑
らかな分布にする役目を有するように、円板状にして複
数の円形透孔２３を同心円状に配置しである。透孔２３
は８個であるが、この透孔２３の個数は透孔２３の径２
ｒ。
状物の放出を抑制する役目と、蒸発ビーム強度分布を滑
らかな分布にする役目を有するように、円板状にして複
数の円形透孔２３を同心円状に配置しである。透孔２３
は８個であるが、この透孔２３の個数は透孔２３の径２
ｒ。
と所望のビーム強度分布により増減することが可能であ
る。ψ、に中心には、２ｒ３’の径を有する透孔２４が
設けられ、ｒ３とｒ３′の大小関係は内径２ｒ３の透孔
２３の個数、配置半径によって決まる。
る。ψ、に中心には、２ｒ３’の径を有する透孔２４が
設けられ、ｒ３とｒ３′の大小関係は内径２ｒ３の透孔
２３の個数、配置半径によって決まる。
上記第１のコリメータ２０と第２のコリメータ２１ζこ
は、それぞれ直径が２ｒＨ，２ｒ２の透孔２５．２６が
同心円状に４個穿設されている。
は、それぞれ直径が２ｒＨ，２ｒ２の透孔２５．２６が
同心円状に４個穿設されている。
この実施夕１１ではｒｌ＞ｒ２であるが、透孔２５゜２
６の個数、配置半径、ｅ、 、 １２． ｇ、の関係に
よっては（、４ｒ２も可能である。上記ｅＩは坩堝７の
開口部７ａと第１のコリメータ２０との距離、ｅ２は第
１のコリメータ２１と第２のコリメータ２１との距離、
ｅ３は第２のコリメータ２１と第３のコリメータ２２と
の距離であるが、このｇ、 、 ｇ、 、 ｅ、の距離
関係は放出されるビーム強度分布などのように制御する
かによって決まるが、各コリメータ２０，２１．２２の
透孔個数、配置半径、孔径等犯パラメータと硬い相関が
ある。
６の個数、配置半径、ｅ、 、 １２． ｇ、の関係に
よっては（、４ｒ２も可能である。上記ｅＩは坩堝７の
開口部７ａと第１のコリメータ２０との距離、ｅ２は第
１のコリメータ２１と第２のコリメータ２１との距離、
ｅ３は第２のコリメータ２１と第３のコリメータ２２と
の距離であるが、このｇ、 、 ｇ、 、 ｅ、の距離
関係は放出されるビーム強度分布などのように制御する
かによって決まるが、各コリメータ２０，２１．２２の
透孔個数、配置半径、孔径等犯パラメータと硬い相関が
ある。
’１＋ ｈ ＋ ’ｓＯ位置ｉｃ各コ’Ｊ ｌ ９２０
、２１゜２２を設置するには、次の関係式を用いれば
よい。即ち、坩堝７の・Ｊｆ：部径２ＲＮ％開口部径２
ＲＯ％坩堝長ｅ。とコリメータ（径２Ｒ６１、）の位ｊ
＋′（ｌｘの関係は で定まる径２Ｒｘのコリメータを用意下れはよいことに
なる。気相成長法で製作された坩堝２は、一般ＯこＲＯ
＞ＲＮのテーパー形状を肩しているため、ｌｘの設定は
容易に行なえる。
、２１゜２２を設置するには、次の関係式を用いれば
よい。即ち、坩堝７の・Ｊｆ：部径２ＲＮ％開口部径２
ＲＯ％坩堝長ｅ。とコリメータ（径２Ｒ６１、）の位ｊ
＋′（ｌｘの関係は で定まる径２Ｒｘのコリメータを用意下れはよいことに
なる。気相成長法で製作された坩堝２は、一般ＯこＲＯ
＞ＲＮのテーパー形状を肩しているため、ｌｘの設定は
容易に行なえる。
向、與４図、第５図で示した実、＠例では、第３コリメ
ータ２２の孔径は原料１０の蒸発蒸気圧がほぼ平衡状態
に近くなるように小さく設計されているため、原料１θ
の涸渇状態ζこよらず、加熱温度のみにより蒸発蒸気圧
が制御できる。父、第１のコリメータ２６と第２のコリ
メータ２１の各透孔２５．２６の孔４ｉ ２ ｒ ＋
、 ２ ｒ２とｄ孔側数、配置半傳、コリメータ間隔ｅ
２は、蒸発ビームの強度分布が裁板上でほは均一になる
ように定められている。
ータ２２の孔径は原料１０の蒸発蒸気圧がほぼ平衡状態
に近くなるように小さく設計されているため、原料１θ
の涸渇状態ζこよらず、加熱温度のみにより蒸発蒸気圧
が制御できる。父、第１のコリメータ２６と第２のコリ
メータ２１の各透孔２５．２６の孔４ｉ ２ ｒ ＋
、 ２ ｒ２とｄ孔側数、配置半傳、コリメータ間隔ｅ
２は、蒸発ビームの強度分布が裁板上でほは均一になる
ように定められている。
次に、第６図（ａ）〜（ｆｌはコリメータの他の実施例
を示したものである。即ち、（ａ） 、 （ｂ）はそれ
ぞれ同一径の円形透孔２７，２Ｂを軸対称に配置したコ
リメータ２９，３０である。（ｃ）は異径の円形透孔３
１．３２を軸対称ζこ配置したコリメータ３３である。
を示したものである。即ち、（ａ） 、 （ｂ）はそれ
ぞれ同一径の円形透孔２７，２Ｂを軸対称に配置したコ
リメータ２９，３０である。（ｃ）は異径の円形透孔３
１．３２を軸対称ζこ配置したコリメータ３３である。
（ｄ）は中心に正６角形透孔３４を配置し、その周辺に
軸対称にして且つ同心円状に円形透孔３５を配置したコ
リメータ３６である。（ｅ）は異径の円形透孔３７，３
８．３９を不均一に分布させたコリメータ４０である。
軸対称にして且つ同心円状に円形透孔３５を配置したコ
リメータ３６である。（ｅ）は異径の円形透孔３７，３
８．３９を不均一に分布させたコリメータ４０である。
（ｆ）は中心に正４角形透孔４１を配置し、その周辺ζ
こ軸対称にして且つ同心円状に正３角形透孔４２を配置
したコリメータ４３である。このようにコリメータの孔
形状、配置模様、孔の数は多種多様であり、ビーム強度
分布の制御の自由度を極めて高くすることができる。従
って、透孔は複数をこ限らず１つでもよい。
こ軸対称にして且つ同心円状に正３角形透孔４２を配置
したコリメータ４３である。このようにコリメータの孔
形状、配置模様、孔の数は多種多様であり、ビーム強度
分布の制御の自由度を極めて高くすることができる。従
って、透孔は複数をこ限らず１つでもよい。
又、コリメータは必ずしも円板である必要はなく、第７
図に示したような複数の円形透孔４４を肩する有底円筒
のコリメータ４５でも同様な効果を期待することができ
る。
図に示したような複数の円形透孔４４を肩する有底円筒
のコリメータ４５でも同様な効果を期待することができ
る。
父、坩堝７内に設けるコリメータは、複数に限らず１つ
でもよい。
でもよい。
同、この発明の分子線結晶成長装置は、上記分子線発生
源以外は上記従来例（第１図）と同様構成ゆえ、詳細な
説明を省略する。
源以外は上記従来例（第１図）と同様構成ゆえ、詳細な
説明を省略する。
さて一般に分子線結晶成長法では、燐や硫黄のような高
蒸気圧物質を扱うのは苦手である。
蒸気圧物質を扱うのは苦手である。
即ち、燐の場合は付着係数が小さいため、分子線結晶成
長装置内で散乱したり、系内に残留したりする。しかし
、この発明による分子線強度の制御によって基板以外の
領域に放出される割合を殆ど無くすことができ、上記問
題は大幅に改善された。父、硫黄は系を前加熱処理する
温ｆ（２００〜２５０°Ｃ）テＩ Ｏ−３〜１０−２ｆ
ｉ圧に達し、結晶成長に用いられるビーム強度ｌこ到達
する。しかし、この発明ではコリメータ２０゜２１．２
２を設けることζこより、ビーム強度を抑制することが
できるため、上記問題は克服できる。上記実施例では成
長時の硫黄用の坩堝温度は５００〜６００℃にまで上げ
なければならなかったが、原料１０の加熱脱ガスによる
純化も行なえるようになり、生成結晶の品質も向上した
。
長装置内で散乱したり、系内に残留したりする。しかし
、この発明による分子線強度の制御によって基板以外の
領域に放出される割合を殆ど無くすことができ、上記問
題は大幅に改善された。父、硫黄は系を前加熱処理する
温ｆ（２００〜２５０°Ｃ）テＩ Ｏ−３〜１０−２ｆ
ｉ圧に達し、結晶成長に用いられるビーム強度ｌこ到達
する。しかし、この発明ではコリメータ２０゜２１．２
２を設けることζこより、ビーム強度を抑制することが
できるため、上記問題は克服できる。上記実施例では成
長時の硫黄用の坩堝温度は５００〜６００℃にまで上げ
なければならなかったが、原料１０の加熱脱ガスによる
純化も行なえるようになり、生成結晶の品質も向上した
。
又、コリメータ２０，２１．２２の使用により、従来困
難であったＧａＩｎ、−ｘＡｓＰｘ 、 ＺｎＳ等の混
晶結晶の成長が容易になり、分子線結晶成長法の適用１
娘囲を飛躍的に拡大することができた。
難であったＧａＩｎ、−ｘＡｓＰｘ 、 ＺｎＳ等の混
晶結晶の成長が容易になり、分子線結晶成長法の適用１
娘囲を飛躍的に拡大することができた。
この発明によれば、坩堝２内Ｏこ１つ以上の透孔２３
、 ’２４ 、２５ 、２６を有する１つ以上のコリメ
ータ２０，２１．２２を設けているので、次のような優
れた効果を有している。
、 ’２４ 、２５ 、２６を有する１つ以上のコリメ
ータ２０，２１．２２を設けているので、次のような優
れた効果を有している。
■ 分子線源から放出される原子・分子・イオンビーム
の強度分布を所望の目的に沿うように制御できる。
の強度分布を所望の目的に沿うように制御できる。
■ ラングミュア型坩堝では得られない熱平衡蒸気圧を
坩堝ｚ内で制御することができる。
坩堝ｚ内で制御することができる。
■ 燐や硫黄のような高蒸気圧物質のビーム強度をコリ
メータ２０，２１．２２の挿入により制御することがで
きるため、分子線結晶成長で燐や硫黄の原料の扱いが容
易になった。
メータ２０，２１．２２の挿入により制御することがで
きるため、分子線結晶成長で燐や硫黄の原料の扱いが容
易になった。
■ コリメータ２０，２１．２２の構造が惨めで簡単な
ため、安価にして巨つ容易に入手、組立が可能である。
ため、安価にして巨つ容易に入手、組立が可能である。
■ コリメータ２０，２１，２２ζこ設ける透孔２３．
２４，２５．２６の形状、数、配置及びコリメータ２０
，２１．２２の数の組合せ自由度はほぼ無限であり、従
ってビーム強度分布も自由に設定できる。
２４，２５．２６の形状、数、配置及びコリメータ２０
，２１．２２の数の組合せ自由度はほぼ無限であり、従
ってビーム強度分布も自由に設定できる。
■ ＧａＩｎ、ｘＡｓＰｘ、ＩｎＰ％ＺｎＳ等の結晶成
長が容易になった。
長が容易になった。
第１図は従来及びこの発明を説明するために用いる分子
線結晶成長装置を示す断面図、第２図は従来の分子線結
晶成長装置に使用されている分子線発生源を示す断面図
、第３図は従来の分子線発生源から放出されたビームの
強度分布を示す特性曲線図、第４図はこの発明の一実施
例に係る分子線結晶成長装置の要部（分子線発生源）を
示す断面図、第５図はこの発明における分子線発生源に
使用するコリメータを示す斜視図、第６図（ａ）〜（ｆ
ｌはコリメータの他の実施例を示す平面図、第７図はコ
リメータの別の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・基板保持機構部、２・・・冷却シュラウド、！
・・・分子線発生源、４・・・シャッター、６・・・加
熱ヒータ、７・・・坩堝、８・・・熱電対、９・・・熱
電対保岐体、１０・・・電子・分子線原料、１２・・・
熱反射リフレクタ、２０，２１．２２・・・コリメータ
、２３．２４，２５．２６・・・透孔。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第 ４ 図 Ｍ ５ 図
線結晶成長装置を示す断面図、第２図は従来の分子線結
晶成長装置に使用されている分子線発生源を示す断面図
、第３図は従来の分子線発生源から放出されたビームの
強度分布を示す特性曲線図、第４図はこの発明の一実施
例に係る分子線結晶成長装置の要部（分子線発生源）を
示す断面図、第５図はこの発明における分子線発生源に
使用するコリメータを示す斜視図、第６図（ａ）〜（ｆ
ｌはコリメータの他の実施例を示す平面図、第７図はコ
リメータの別の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・基板保持機構部、２・・・冷却シュラウド、！
・・・分子線発生源、４・・・シャッター、６・・・加
熱ヒータ、７・・・坩堝、８・・・熱電対、９・・・熱
電対保岐体、１０・・・電子・分子線原料、１２・・・
熱反射リフレクタ、２０，２１．２２・・・コリメータ
、２３．２４，２５．２６・・・透孔。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第 ４ 図 Ｍ ５ 図
Claims (1)
- （１） 少なくとも、基板保持機構部と、内部に原子・
分子線原料を充填した坩堝の外周に加熱ヒータを巻回し
、この加熱ヒータの外側に筒状の熱反射リフレクタを設
けてなる分子線発生源とを１復数個対向して配設した分
子線結晶成長装置ａｌこおいて、上記坩堝内に、１つ以
上の透孔をイ」゛するコリメータを１つ以上設けたこと
を特徴とする分子線結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6135784A JPS60204694A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 分子線結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6135784A JPS60204694A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 分子線結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204694A true JPS60204694A (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=13168821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6135784A Pending JPS60204694A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 分子線結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204694A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123021A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-05-24 | Nec Corp | 真空成膜装置 |
| EP0799330A4 (en) * | 1994-12-22 | 1998-04-15 | Northrop Grumman Corp | A method and apparatus for varying the flux of a molecular beam produced by a molecular beam epitaxy cell |
| JP2023118312A (ja) * | 2022-02-15 | 2023-08-25 | 株式会社オプトラン | 蒸着装置 |
-
1984
- 1984-03-29 JP JP6135784A patent/JPS60204694A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123021A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-05-24 | Nec Corp | 真空成膜装置 |
| EP0799330A4 (en) * | 1994-12-22 | 1998-04-15 | Northrop Grumman Corp | A method and apparatus for varying the flux of a molecular beam produced by a molecular beam epitaxy cell |
| JP2023118312A (ja) * | 2022-02-15 | 2023-08-25 | 株式会社オプトラン | 蒸着装置 |
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