JPS61190920A - 分子線結晶成長装置 - Google Patents
分子線結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS61190920A JPS61190920A JP60031888A JP3188885A JPS61190920A JP S61190920 A JPS61190920 A JP S61190920A JP 60031888 A JP60031888 A JP 60031888A JP 3188885 A JP3188885 A JP 3188885A JP S61190920 A JPS61190920 A JP S61190920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal growth
- substrate
- molecular beam
- shutter
- gallium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
-
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、近時広範囲に使用されている分子線結晶成長
装置に係わり、特に基板に成長される結晶の成長速度と
結晶組成を正確に管理するモニタ装置に関するものであ
る。
装置に係わり、特に基板に成長される結晶の成長速度と
結晶組成を正確に管理するモニタ装置に関するものであ
る。
分子線結晶成長装置は、基板上に生成される薄膜の制御
性が原子レベルでできる高精度のものであり、二次元電
子ガストランジスタや高電子移動度トランジスタのよう
な超高速素子の製造には不可欠の製造装置である。
性が原子レベルでできる高精度のものであり、二次元電
子ガストランジスタや高電子移動度トランジスタのよう
な超高速素子の製造には不可欠の製造装置である。
この分子線結晶成長装置の作動時には、成長基板から直
接反射して来る電子を常時モニタすることは、成長基板
が面内の均一性を向上させるために回転をしているため
に困難であり、一般には正式に基板の分子線結晶成長の
製造を行う前に、予めモニタ用の基板を試料として用い
、分子線結晶成長装置により結晶成長の試行を行い、そ
の結果によって装置の製造条件を決定して、正式の基板
の分子線結晶成長を行っていた。
接反射して来る電子を常時モニタすることは、成長基板
が面内の均一性を向上させるために回転をしているため
に困難であり、一般には正式に基板の分子線結晶成長の
製造を行う前に、予めモニタ用の基板を試料として用い
、分子線結晶成長装置により結晶成長の試行を行い、そ
の結果によって装置の製造条件を決定して、正式の基板
の分子線結晶成長を行っていた。
然しながら、高性能の半導体素子として例えばガリウム
砒素化合物を主体とする、高度の品質の素子が要求され
るに従い、分子線結晶成長装置内で行われている結晶の
膜厚や組成を常時モニタする構造が要望されている。
砒素化合物を主体とする、高度の品質の素子が要求され
るに従い、分子線結晶成長装置内で行われている結晶の
膜厚や組成を常時モニタする構造が要望されている。
〔従来の技術〕 、
第３図は従来の分子線結晶成長装置の模式断面図を示し
ている。
ている。
真空容器内に配置された基板１があり、その基板は成長
膜厚の均一化を計るために低速度の回転がなされている
。
膜厚の均一化を計るために低速度の回転がなされている
。
基板に対向して、結晶成長をするための成分材料を充填
した、少なくとも一個以上の坩堝２が設けられていて、
これらの坩堝には、例えばガリウム砒素化合物を基板に
成長させる場合には、一方の坩堝にはガリウム元素を、
他方の坩堝には砒素元素が充填されている。
した、少なくとも一個以上の坩堝２が設けられていて、
これらの坩堝には、例えばガリウム砒素化合物を基板に
成長させる場合には、一方の坩堝にはガリウム元素を、
他方の坩堝には砒素元素が充填されている。
これらの坩堝には、それぞれ加熱装置が設けてあり、坩
堝の温度を充填しである材料に応じて、最適の温度に加
熱することで、それぞれの元素は、高真空中を気化して
基板表面に蒸着することになる。
堝の温度を充填しである材料に応じて、最適の温度に加
熱することで、それぞれの元素は、高真空中を気化して
基板表面に蒸着することになる。
又、真空容器内には、反射型高エネルギー電子線回折装
置（ＲＨＥ Ｅ Ｄ）が備えてあり、電子銃３から矢印
のように発射された電子が、基板に投射され、基板から
反射する電子を信号としてモニタするものであって、そ
の反射電子はスクリーン４にあたり、スクリーンからフ
ォトトランジスタ５とＡ／Ｄ変換器６を介してコンピー
タ７に入力されるようになっている。
置（ＲＨＥ Ｅ Ｄ）が備えてあり、電子銃３から矢印
のように発射された電子が、基板に投射され、基板から
反射する電子を信号としてモニタするものであって、そ
の反射電子はスクリーン４にあたり、スクリーンからフ
ォトトランジスタ５とＡ／Ｄ変換器６を介してコンピー
タ７に入力されるようになっている。
第４図は、反射型高エネルギー電子線回折装置のスポッ
ト強度の振動の波形図であるが、振動波形の振動の１周
期が１原子層を表しているが、膜厚が１０原子層以上に
なると、原子層の判別が困難になり、振動の振幅が著し
く減少する傾向がある。
ト強度の振動の波形図であるが、振動波形の振動の１周
期が１原子層を表しているが、膜厚が１０原子層以上に
なると、原子層の判別が困難になり、振動の振幅が著し
く減少する傾向がある。
又、スクリーンに投射される高エネルギーの電子は、常
時動作しているとスクリーンを変質して装置の寿命を著
しく損なうことになる。
時動作しているとスクリーンを変質して装置の寿命を著
しく損なうことになる。
このような理由から、従来は分子線気相成長装置を作動
する際には、最初、正式の基板で結晶成長を行う以前に
モニタ基板によって、反射型高エネルギー電子線回折装
置のスポット強度を測定し、成長条件を決定していたが
、製造装置としては極めて不便であり、これが欠点とな
っている。
する際には、最初、正式の基板で結晶成長を行う以前に
モニタ基板によって、反射型高エネルギー電子線回折装
置のスポット強度を測定し、成長条件を決定していたが
、製造装置としては極めて不便であり、これが欠点とな
っている。
上記の分子線結晶成長装置においては、反射型高エネル
ギー電子線回折装置のスポット強度の振動の波形は数原
子層で減衰するために、正式の成長基板でモニタするこ
とができず、予めモニタ基板に形成された数層の原子層
から類推して、正式基板に成長すべき条件を決定しなけ
れば成らないことが問題点である。
ギー電子線回折装置のスポット強度の振動の波形は数原
子層で減衰するために、正式の成長基板でモニタするこ
とができず、予めモニタ基板に形成された数層の原子層
から類推して、正式基板に成長すべき条件を決定しなけ
れば成らないことが問題点である。
本発明は上記問題点を解消した分子線結晶成長装置を提
供するもので、その手段は、蒸着坩堝を有する蒸着装置
と、反射型高エネルギー電子線回折装置を具備して、基
板に結晶成長をさせる分子線結晶成長装置において、分
子線結晶成長装置の内部に、反射型高エネルギー電子線
回折装置の反射強度の振動が検知されるモニタ基板と基
板加熱装置が設けられ、モニタ基板の前面には少なくと
も一個以上のシャッタが備えられてなる分子線結晶成長
装置によって達成できる。
供するもので、その手段は、蒸着坩堝を有する蒸着装置
と、反射型高エネルギー電子線回折装置を具備して、基
板に結晶成長をさせる分子線結晶成長装置において、分
子線結晶成長装置の内部に、反射型高エネルギー電子線
回折装置の反射強度の振動が検知されるモニタ基板と基
板加熱装置が設けられ、モニタ基板の前面には少なくと
も一個以上のシャッタが備えられてなる分子線結晶成長
装置によって達成できる。
本発明は、従来の分子線結晶成長装置では、予めモニタ
基板に形成された数層の原子層から類推して、製造条件
を決定するという不利を改善するために、分子線結晶成
長装置の内部に、常時反射型高エネルギー電子線回折装
置の反射強度の振動を検知する、形状の小さなモニタ基
板と基板加熱装置を設け、モニタ基板の前面に少なくと
も一個以上のシャ、夕を備えて、そのシャッタを一定サ
イクルで数秒毎に間欠的に開閉することに・より、反射
型高エネルギー電子線回折装置の反射強度の振動を検知
することが可能になり、これによって従来のように、予
め試行をする必要がなく、且つ分子線結晶成長装置の作
動中に常時結晶の成長状況がモニタできるように考慮し
たものである。
基板に形成された数層の原子層から類推して、製造条件
を決定するという不利を改善するために、分子線結晶成
長装置の内部に、常時反射型高エネルギー電子線回折装
置の反射強度の振動を検知する、形状の小さなモニタ基
板と基板加熱装置を設け、モニタ基板の前面に少なくと
も一個以上のシャ、夕を備えて、そのシャッタを一定サ
イクルで数秒毎に間欠的に開閉することに・より、反射
型高エネルギー電子線回折装置の反射強度の振動を検知
することが可能になり、これによって従来のように、予
め試行をする必要がなく、且つ分子線結晶成長装置の作
動中に常時結晶の成長状況がモニタできるように考慮し
たものである。
第１図は本発明の実施例である分子線結晶成長装置の模
式配置図である。
式配置図である。
結晶成長の実施例として、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、
アルミニウム、ガリウム、砒素（ＡＩＧａＡｓ）を、Ｇ
ａＡｓ基板上に成長させる場合で説明する。
アルミニウム、ガリウム、砒素（ＡＩＧａＡｓ）を、Ｇ
ａＡｓ基板上に成長させる場合で説明する。
回転している成長基板１１に近接して、形状の小なるモ
ニタ基板１２が静止状態で配置され、この基板は通常の
基板と同一の温度になるように加熱装置１３を有してい
る。
ニタ基板１２が静止状態で配置され、この基板は通常の
基板と同一の温度になるように加熱装置１３を有してい
る。
分子の種類ごとに成長原子成分を充填した坩堝があり、
例えばアルミニウム、ガリウム、砒素化合物を成長する
場合には、アルミニウム、ガリウム、砒素ごとに充填さ
れた坩堝１４．１５．１６が所定の位置に配置しである
。
例えばアルミニウム、ガリウム、砒素化合物を成長する
場合には、アルミニウム、ガリウム、砒素ごとに充填さ
れた坩堝１４．１５．１６が所定の位置に配置しである
。
電子銃１７から発射された、矢印のような電子線は、浅
い角度でモニタ基板に投射され、そこから反射される電
子が螢光板（スクリーン） １Ｂに投射され、フォトト
ランジスタ１９で電気信号に変えられ、Ａ／Ｄ変換され
てコンピュータ２０に入力される。
い角度でモニタ基板に投射され、そこから反射される電
子が螢光板（スクリーン） １Ｂに投射され、フォトト
ランジスタ１９で電気信号に変えられ、Ａ／Ｄ変換され
てコンピュータ２０に入力される。
モニタ基板の前面には、シャッタ２１．２２があり、そ
れぞれアルミニウムとガリウムの坩堝の方向に設けられ
ているが、それぞれ独立に開閉できるようになっている
。
れぞれアルミニウムとガリウムの坩堝の方向に設けられ
ているが、それぞれ独立に開閉できるようになっている
。
砒素の方向のシャッタはなくともよく、成る期間のみ砒
素のみを蒸着させて、砒素層を形成することにより、砒
素層に投射される電子線の振動波形が安定になる性質が
あることを本発明では利用している。
素のみを蒸着させて、砒素層を形成することにより、砒
素層に投射される電子線の振動波形が安定になる性質が
あることを本発明では利用している。
第２図は、ガリウム、砒素を成長している際のモニタの
作動時間に対する電子線信号のスポット。
作動時間に対する電子線信号のスポット。
強度の波形図である。
ガリウム側のシャッタ２２をタイムチャートのように開
閉することにより、電子線信号は最初の開放状態では、
比較的振幅の大きい周期で信号が検出されるが、ガリウ
ム砒素層が厚くなるに従って、振幅が小になり判別が困
難になる。
閉することにより、電子線信号は最初の開放状態では、
比較的振幅の大きい周期で信号が検出されるが、ガリウ
ム砒素層が厚くなるに従って、振幅が小になり判別が困
難になる。
この際に約数秒間だけガリウム側のシャッタを閉にする
ことにより、砒素のみが成長するためにモニタ基板上の
成長膜は安定になり、再度シャッタを開放した時には、
十分大きな振幅の周期で信号を観測することができる。
ことにより、砒素のみが成長するためにモニタ基板上の
成長膜は安定になり、再度シャッタを開放した時には、
十分大きな振幅の周期で信号を観測することができる。
この結果、モニタ基板を常時使用して分子線結晶成長装
置内での成長の状況を観測することができる。
置内での成長の状況を観測することができる。
以上詳細に説明したように本発明は高精度の膜厚と膜質
を制御できる、分子線結晶成長装置を提供するものであ
り、効果大なるものがある。
を制御できる、分子線結晶成長装置を提供するものであ
り、効果大なるものがある。
第１図は本発明の分子線結晶成長装置の模式断面図、
第２図は本発明の分子線結晶成長装置の動作を示す波形
図とタイムチャート図、 第３図は従来の分子線結晶成長装置の模式断面図を示す
。 第４図は反射型高エネルギー電子線回折装置のスポット
強度の振動の波形図、 図において、 １１は成長基板、 １２はモニタ基板、１３は基
板加熱装置、 １４．１５．１６は坩堝、Ｘ７は電子
銃、 １Ｂは螢光板１９はフォトトランジスタ
、 ２０はコンピュータ、 ２１．２２はシャッタ、をそ
れぞれ示す。 第１図 ＠ ２ 図
図とタイムチャート図、 第３図は従来の分子線結晶成長装置の模式断面図を示す
。 第４図は反射型高エネルギー電子線回折装置のスポット
強度の振動の波形図、 図において、 １１は成長基板、 １２はモニタ基板、１３は基
板加熱装置、 １４．１５．１６は坩堝、Ｘ７は電子
銃、 １Ｂは螢光板１９はフォトトランジスタ
、 ２０はコンピュータ、 ２１．２２はシャッタ、をそ
れぞれ示す。 第１図 ＠ ２ 図
Claims (1)
- 少なくとも一個以上の蒸着坩堝と、反射型高エネルギ
ー電子線回折装置を具備し、基板に結晶成長をさせる分
子線結晶成長装置において、該分子線結晶成長装置の内
部に、上記反射型高エネルギー電子線回折装置の反射強
度の振動が検知されるモニタ基板と基板加熱装置が設け
られ、該モニタ基板の前面には少なくとも一個以上のシ
ャッタが備えられてなる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 |
|---|---|---|---|
| JP60031888A JPS61190920A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 分子線結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031888A JPS61190920A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 分子線結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190920A true JPS61190920A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12343569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031888A Pending JPS61190920A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 分子線結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6468917A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Agency Ind Science Techn | Single atomic layer growth method |
| US5171399A (en) * | 1990-08-15 | 1992-12-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Reflection mass spectrometry technique for monitoring and controlling composition during molecular beam epitaxy |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60031888A patent/JPS61190920A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6468917A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Agency Ind Science Techn | Single atomic layer growth method |
| US5171399A (en) * | 1990-08-15 | 1992-12-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Reflection mass spectrometry technique for monitoring and controlling composition during molecular beam epitaxy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2001022485A1 (en) | Control method and system for use when growing thin-films on semiconductor-based materials | |
| US3747558A (en) | Cross-mounted mask changer with thickness monitoring | |
| JPS61190920A (ja) | 分子線結晶成長装置 | |
| JPS61186284A (ja) | 分子線エピタキシ−装置 | |
| JPS61280610A (ja) | 分子線エピタキシヤル成長装置 | |
| JP2526036B2 (ja) | 分子線エピタキシヤル装置のシヤツタ構造 | |
| JPS61127695A (ja) | 分子線結晶成長装置 | |
| Sadowski et al. | Reflection mass spectrometry studies on UHV ALE of Cd1− xZnxTe (0≤ x≤ 1) compounds | |
| US4732108A (en) | Apparatus for monitoring epitaxial growth | |
| JPS61220414A (ja) | 分子線発生装置 | |
| JPS6215407A (ja) | 結晶膜厚測定法 | |
| JPS61278128A (ja) | 分子線エピタキシヤル成長装置 | |
| JP2625760B2 (ja) | 真空蒸着装置 | |
| JPH035396A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPS61122193A (ja) | 分子線エピタキシヤル成長方法 | |
| JPH0516399B2 (ja) | ||
| GB2181461A (en) | Depositing semiconductor compounds by reactive sputtering | |
| Juza et al. | Observation of RHEED intensity variations during ALE-Growth of CdTe-Epilayers | |
| JPH01235233A (ja) | 分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JPH0697253A (ja) | 多層膜の結晶成長のその場観察方法 | |
| JP3500172B2 (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPS63200522A (ja) | 半導体結晶成長装置 | |
| JPH0615437B2 (ja) | 薄膜成長装置 | |
| JPH02145765A (ja) | 膜厚モニタおよびこれを用いた蒸着装置 | |
| JPH0330286B2 (ja) |