JPH01226792A - 分子線源セル - Google Patents
分子線源セルInfo
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- JPH01226792A JPH01226792A JP5434388A JP5434388A JPH01226792A JP H01226792 A JPH01226792 A JP H01226792A JP 5434388 A JP5434388 A JP 5434388A JP 5434388 A JP5434388 A JP 5434388A JP H01226792 A JPH01226792 A JP H01226792A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
分子線エピタキシャル蒸着装置の分子線源セルに関し、
坩堝加熱特性の向上による生産性の向上を目的とし、
円筒状の熱シールド板の内側同芯に設けた円筒状ヒータ
の加熱によって該ヒータに内設された坩堝内の金属から
発生する蒸発分子を分子線として試料表面に照射させる
分子線源セルであって、円筒状ヒータを構成する波形の
リボン加熱体を、坩堝装着側の波形頭部近傍の電気抵抗
値が大きくなる如くに形成して構成する。
の加熱によって該ヒータに内設された坩堝内の金属から
発生する蒸発分子を分子線として試料表面に照射させる
分子線源セルであって、円筒状ヒータを構成する波形の
リボン加熱体を、坩堝装着側の波形頭部近傍の電気抵抗
値が大きくなる如くに形成して構成する。
本発明は半導体装置等における分子線エピタキシャル蒸
着装置に係り、特に坩堝の加熱特性を向上させて生産性
の向上を図った分子線源セルに関する。
着装置に係り、特に坩堝の加熱特性を向上させて生産性
の向上を図った分子線源セルに関する。
半導体デバイスプロセスでウェハ等の試料表面にエピタ
キシャル層を形成する分子線エピタキシャル蒸着装置で
は、通常１０”Ｔｏｒｒ程度の超高真空槽内でアルミニ
ウム（Ａ ／ ）やガリウム（Ｇａ）等の金属元素を１
２００℃位に加熱して元素を蒸発させて予め加熱した試
料表面に蒸着させている。
キシャル層を形成する分子線エピタキシャル蒸着装置で
は、通常１０”Ｔｏｒｒ程度の超高真空槽内でアルミニ
ウム（Ａ ／ ）やガリウム（Ｇａ）等の金属元素を１
２００℃位に加熱して元素を蒸発させて予め加熱した試
料表面に蒸着させている。
第２図は分子線エピタキシャル蒸着装置の主要部概念図
であり、第３図は従来の分子線源セル部分を示す構成図
、第４図はヒータ部分の拡大図である。
であり、第３図は従来の分子線源セル部分を示す構成図
、第４図はヒータ部分の拡大図である。
第２図および第３図で、真空ポンプ１ａで１０”Ｔ。
ｒｒ程度まで減圧される真空チャンバ１の所定位置には
、破線で示す分子線源セル２が通常複数個（図では４個
）放射状に配設されており、該各分子線源セル２から矢
示Ａ方向に射出する分子線が集中する所定位置には、基
板ホルダ３で保持されヒータ４で１２００〜１３００℃
程度に加熱される例えば半導体ウェハ等の試料５が配設
されている。
、破線で示す分子線源セル２が通常複数個（図では４個
）放射状に配設されており、該各分子線源セル２から矢
示Ａ方向に射出する分子線が集中する所定位置には、基
板ホルダ３で保持されヒータ４で１２００〜１３００℃
程度に加熱される例えば半導体ウェハ等の試料５が配設
されている。
また上記分子線源セル２は、厚さ０．１〜０．２ｗ＋ｙ
ａ程度のタンタル（Ｔａ）箔を１０層程度巻き付けた径
４０ｍｍ位で長さが８０〜９０ＩＩＩｌｌ＋程度の円筒
状の熱シールド板６と、その内側に窒化ボロン（ＰＢＮ
）等で形成したサポートリング７で絶縁固定されたタン
タル（Ｔａ）の波形リボンを加熱体とする径３０〜３５
ｍｍ＋程度の円筒状のヒータ８および該ヒータ８の内側
に保持される窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる坩堝９で構
成されており、ステンレス等よりなる真空フランジ１０
によって真空チャンバ１の所定位置に装着されている。
ａ程度のタンタル（Ｔａ）箔を１０層程度巻き付けた径
４０ｍｍ位で長さが８０〜９０ＩＩＩｌｌ＋程度の円筒
状の熱シールド板６と、その内側に窒化ボロン（ＰＢＮ
）等で形成したサポートリング７で絶縁固定されたタン
タル（Ｔａ）の波形リボンを加熱体とする径３０〜３５
ｍｍ＋程度の円筒状のヒータ８および該ヒータ８の内側
に保持される窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる坩堝９で構
成されており、ステンレス等よりなる真空フランジ１０
によって真空チャンバ１の所定位置に装着されている。
なお図では、分子線源セル２が鉛直線Ｂに対して４５度
傾いて設置された状態を示している。
傾いて設置された状態を示している。
ここで上記坩堝９に固体状のアルミニウム（Ａ／）やガ
リウム（Ｇａ）等所要の金属元素１１を投入して真空チ
ャンバ１内を１０”Ｔｏｒｒ程度まで減圧し、図示して
いない外部制御装置から真空フランジ１０を介して所定
の電気的パワーをヒータ８に印加して該ヒータ８を約１
４００℃程度まで加熱する。
リウム（Ｇａ）等所要の金属元素１１を投入して真空チ
ャンバ１内を１０”Ｔｏｒｒ程度まで減圧し、図示して
いない外部制御装置から真空フランジ１０を介して所定
の電気的パワーをヒータ８に印加して該ヒータ８を約１
４００℃程度まで加熱する。
そこで坩堝９がヒータ８の輻射熱で１２００℃程度まで
加熱されると、固体状の投入金属元素１１は溶解して溶
融金属となり更に分子が蒸発して所定位置に配設された
試料表面に蒸着して所要のエピタキシャル層を形成して
いる。
加熱されると、固体状の投入金属元素１１は溶解して溶
融金属となり更に分子が蒸発して所定位置に配設された
試料表面に蒸着して所要のエピタキシャル層を形成して
いる。
この際、真空チャンバ１内に露出している坩堝９の図示
先端鍔部９ａの温度はチャンバ内に放散して多少低くな
る。従って該先端鍔部９８部分に付着した金属分子が液
化して円内図ａに示す１１゛の如（坩堝９の鍔部分に溜
り更に進行すると円内図すに示す１１″の如くヒータ９
と熱シールド板６の間に入り込んで両者を電気的にショ
ートさせる場合がある。
先端鍔部９ａの温度はチャンバ内に放散して多少低くな
る。従って該先端鍔部９８部分に付着した金属分子が液
化して円内図ａに示す１１゛の如（坩堝９の鍔部分に溜
り更に進行すると円内図すに示す１１″の如くヒータ９
と熱シールド板６の間に入り込んで両者を電気的にショ
ートさせる場合がある。
そこで該部分における液化を防止するため坩堝の上記先
端鍔部９ａの温度を該坩堝本体部分よりも多少高めるよ
うにヒータを構成している。
端鍔部９ａの温度を該坩堝本体部分よりも多少高めるよ
うにヒータを構成している。
ヒータ８の一例を拡大した第４図で、第３図と同様に円
筒状の熱シールド板６の内部にサポートリング７で配設
される直径が３５ｍｍ位、長さが７０〜８０ｍｍ程度の
円筒状のヒータ８は、厚さ０．１〜０．２ｍ閣程度のタ
ンタル（Ｔａ）箔を幅２〜３＋＋ｍ程度で波形に形成し
た加熱体８ａの各波形頭部８ａ’を厚さ１ｍｍ程度のド
ーナツ状で窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる複数個の保持
リング８ｂの周上等間隔に同心状に設けた円弧状のスリ
７１−８ｂ′にそれぞれ挿入して形成した円筒状のヒー
タ２個（８１，８２）で構成されており、試料側すなわ
ち坩堝９が保持される側に配設されたヒータ８１に他方
のヒータ８２よりも大きい電気的パワーを印加すること
によって坩堝９の先端鍔部９ａに対する輻射熱を多くし
て温度低下をなくし、付着する蒸発金属分子の液化を防
止している。
筒状の熱シールド板６の内部にサポートリング７で配設
される直径が３５ｍｍ位、長さが７０〜８０ｍｍ程度の
円筒状のヒータ８は、厚さ０．１〜０．２ｍ閣程度のタ
ンタル（Ｔａ）箔を幅２〜３＋＋ｍ程度で波形に形成し
た加熱体８ａの各波形頭部８ａ’を厚さ１ｍｍ程度のド
ーナツ状で窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる複数個の保持
リング８ｂの周上等間隔に同心状に設けた円弧状のスリ
７１−８ｂ′にそれぞれ挿入して形成した円筒状のヒー
タ２個（８１，８２）で構成されており、試料側すなわ
ち坩堝９が保持される側に配設されたヒータ８１に他方
のヒータ８２よりも大きい電気的パワーを印加すること
によって坩堝９の先端鍔部９ａに対する輻射熱を多くし
て温度低下をなくし、付着する蒸発金属分子の液化を防
止している。
従来の構成になる分子線源セルでは、２個のヒータを使
用し且つ各ヒータに別々に電気的パワーを印加させてい
るため、分子線源セルとしての構造が複雑になると云う
問題があった。
用し且つ各ヒータに別々に電気的パワーを印加させてい
るため、分子線源セルとしての構造が複雑になると云う
問題があった。
上記問題点は、円筒状の熱シールド板の内側周忌に設け
た円筒状ヒータの加熱によって該ヒータに内設された坩
堝内の金属から発生する蒸発分子を分子線として試料表
面に照射させる分子線源セルであって、 円筒状ヒータを構成する波形のリボン加熱体を、坩堝装
着側の波形頭部近傍の電気抵抗値が大きくなる如くに形
成してなる分子線源セルによって解決される。
た円筒状ヒータの加熱によって該ヒータに内設された坩
堝内の金属から発生する蒸発分子を分子線として試料表
面に照射させる分子線源セルであって、 円筒状ヒータを構成する波形のリボン加熱体を、坩堝装
着側の波形頭部近傍の電気抵抗値が大きくなる如くに形
成してなる分子線源セルによって解決される。
一般に電気的導体では、同一の電気的パワーを印加した
場合にはその抵抗値が大きい程該導体からの発熱量が多
く、また抵抗値をＲ１導体の断面積をＳ、長さをり、常
数をρとすると、Ｒ＝ρ（Ｌ／Ｓ） が成立する。
場合にはその抵抗値が大きい程該導体からの発熱量が多
く、また抵抗値をＲ１導体の断面積をＳ、長さをり、常
数をρとすると、Ｒ＝ρ（Ｌ／Ｓ） が成立する。
従って、ヒータの一部分のみの断面積を小さくすると該
部分での抵抗値が大きくなり、部分的に発熱量の多いヒ
ータを形成することができる。
部分での抵抗値が大きくなり、部分的に発熱量の多いヒ
ータを形成することができる。
本発明では、ヒータを構成する加熱体の坩堝の鍔部分を
含む領域を加熱する部分のみ断面積を小さくして抵抗値
を大きくすることにより、ヒータを２系統にすることな
く坩堝先端鍔部分の温度低下を防止している。
含む領域を加熱する部分のみ断面積を小さくして抵抗値
を大きくすることにより、ヒータを２系統にすることな
く坩堝先端鍔部分の温度低下を防止している。
第１図は本発明になる分子線源セルの構造例を示す断面
図である。
図である。
第１図で、分子線源セル２０は、厚さ０．１〜０．２ｍ
帛程度のタンタル（Ｔａ）箔を１０層程度巻き付けた第
３図同様の熱シールド板６と、その内側に窒化ボロン＜
ＰＢＮ）で形成したサポートリング７で絶縁固定するヒ
ータ２１と、ヒータ２１の内側に保持される窒化ボロン
（ＰＢＮ）よりなる坩堝９で構成されており、ステンレ
スよりなる真空フランジ１０によって真空チャンバの所
定位置に装着されていることは第３図の場合と同様であ
る。
帛程度のタンタル（Ｔａ）箔を１０層程度巻き付けた第
３図同様の熱シールド板６と、その内側に窒化ボロン＜
ＰＢＮ）で形成したサポートリング７で絶縁固定するヒ
ータ２１と、ヒータ２１の内側に保持される窒化ボロン
（ＰＢＮ）よりなる坩堝９で構成されており、ステンレ
スよりなる真空フランジ１０によって真空チャンバの所
定位置に装着されていることは第３図の場合と同様であ
る。
更に上記ヒータ２１は、厚さ０．１〜０．２１０１程度
のタンタル（Ｔａ）箔を幅２〜３ｍｍ程度で波形に形成
した加熱体２１ａの破線で示す各波形頭部２１ａ′部分
を上記幅より１０％程度狭く形成し、厚さ１ｍｍ程度の
ドーナツ状で窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる複数個の保
持リング８ｂの周上等間隔に同心状に設けた円弧状のス
リット８ｂ“にそれぞれ波形頭部２１ａ“部分から挿入
して形成した円筒状のヒータで構成している。
のタンタル（Ｔａ）箔を幅２〜３ｍｍ程度で波形に形成
した加熱体２１ａの破線で示す各波形頭部２１ａ′部分
を上記幅より１０％程度狭く形成し、厚さ１ｍｍ程度の
ドーナツ状で窒化ボロン（ＰＢＮ）よりなる複数個の保
持リング８ｂの周上等間隔に同心状に設けた円弧状のス
リット８ｂ“にそれぞれ波形頭部２１ａ“部分から挿入
して形成した円筒状のヒータで構成している。
この状態で該ヒータ２１に通電印加すると断面積の小さ
い波形頭部２１ａ ’部分のみが温度の高いヒータが形
成されるので、該波形頭部２１ａ゛部分の寸法を坩堝の
大きさや隔たり等を考慮して設定することによって坩堝
全体を均一温度で加熱することができる。
い波形頭部２１ａ ’部分のみが温度の高いヒータが形
成されるので、該波形頭部２１ａ゛部分の寸法を坩堝の
大きさや隔たり等を考慮して設定することによって坩堝
全体を均一温度で加熱することができる。
上述の如く本発明を実施することにより、ヒータを２系
統に分けて設けることなく簡単な構造で生産性のよい分
子線源セルを提供することができる。
統に分けて設けることなく簡単な構造で生産性のよい分
子線源セルを提供することができる。
第１図は本発明になる分子線源セルの構造例を示す図、
第２図は分子線エピタキシャル蒸着装置の主要部概念図
、 第３図は従来の分子線源セル部分を示す構成図、第４図
はヒータ部分の拡大図、 である。図において、 ６は熱シールド板、 ７はサポートリング８ｂは保持
リング、 ８ｂ“はスリット、９は坩堝、
１０は真空フランジ、２０は分子線源セル、 ２１は
ヒータ、２１ａは加熱体、 ２１ａ“は波形頭部
、をそれぞれ表わす。 キ功ト日月Ｉこ１／七ｉ□ろ□ぐ乏；）−、テ與し皐ヒ
ンレの増−に例ｕ＋ＴＩ−目第 １ 口 分す屁エピタキシャル薗羞★Ｈ」β主１１坊ズじ外口第
２ ■ Ｃし→（ｅどさ５−峻仁ル′睦りき鉾Ｔ鴻扁４ａ茅 ３
口
、 第３図は従来の分子線源セル部分を示す構成図、第４図
はヒータ部分の拡大図、 である。図において、 ６は熱シールド板、 ７はサポートリング８ｂは保持
リング、 ８ｂ“はスリット、９は坩堝、
１０は真空フランジ、２０は分子線源セル、 ２１は
ヒータ、２１ａは加熱体、 ２１ａ“は波形頭部
、をそれぞれ表わす。 キ功ト日月Ｉこ１／七ｉ□ろ□ぐ乏；）−、テ與し皐ヒ
ンレの増−に例ｕ＋ＴＩ−目第 １ 口 分す屁エピタキシャル薗羞★Ｈ」β主１１坊ズじ外口第
２ ■ Ｃし→（ｅどさ５−峻仁ル′睦りき鉾Ｔ鴻扁４ａ茅 ３
口
Claims (1)
- 円筒状の熱シールド板の内側同芯に設けた円筒状ヒー
タの加熱によって該ヒータに内設された坩堝内の金属か
ら発生する蒸発分子を分子線として試料表面に照射させ
る分子線源セルであって、円筒状ヒータを構成する波形
のリボン加熱体を、坩堝装着側の波形頭部近傍の電気抵
抗値が大きくなる如くに形成してなることを特徴とする
分子線源セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5434388A JPH01226792A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 分子線源セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5434388A JPH01226792A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 分子線源セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01226792A true JPH01226792A (ja) | 1989-09-11 |
Family
ID=12967972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5434388A Pending JPH01226792A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 分子線源セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01226792A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7922820B2 (en) * | 2004-11-05 | 2011-04-12 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Heating crucible and deposition apparatus including the same |
| CN103726022A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-16 | 上海和辉光电有限公司 | 一种有机材料加热蒸镀源 |
| CN104278236A (zh) * | 2013-07-03 | 2015-01-14 | 三星显示有限公司 | 沉积源 |
| CN104419898A (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 三星显示有限公司 | 蒸镀源 |
| WO2017156503A1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Arsalan Emami | Improved industrial heater |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP5434388A patent/JPH01226792A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7922820B2 (en) * | 2004-11-05 | 2011-04-12 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Heating crucible and deposition apparatus including the same |
| CN104278236A (zh) * | 2013-07-03 | 2015-01-14 | 三星显示有限公司 | 沉积源 |
| CN104419898A (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-18 | 三星显示有限公司 | 蒸镀源 |
| CN103726022A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-16 | 上海和辉光电有限公司 | 一种有机材料加热蒸镀源 |
| WO2017156503A1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Arsalan Emami | Improved industrial heater |
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