JPH02111692A

JPH02111692A - 分子線結晶成長装置

Info

Publication number: JPH02111692A
Application number: JP26247788A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kimura; 康三木村; Shigenori Takagishi; 成典高岸
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1990-04-24

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。

Description

【発明の詳細な説明】（７）技術分野この発明は、分子線結晶成長装置に於て、枯渇したソー
ス物質を、真空を破る事なく、任意量補充できるように
した装置に関する。

ＧａＡｓ　％ＡｌＧａＡｓなどの化合物半導体薄膜をＧ
ａＡｓ等の半導体基板上にエピタキシャル成長させる技
術のひとつに、分子線結晶成長法がある。

Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙという
ので、ＭＢＥ法と略記する。

化合物半導体のためのエピタキシー技術として開発され
たが、Ｓｉ半導体へのエピタキシー法としても使われる
。

ＭＢＥ法は１０−”　〜１０−”　Ｔｏｒｒという超高
真空中でエピタキシャル成長を行なう。超高真空チャン
バの内壁にそって、液体窒素シュラウドを設け、液体窒
素によって冷却し、真空排気装置で超高真空に引−く。

超高真空チャンバの中央には、マニピュレータによって
、半導体基板を保持する。基板に対向する位置に、適数
の分子線源セルが設置されている。

これには、エピタキシャル成長させる薄膜の構成元素が
入っている。ソース又はソース物質という。

基板は加熱されて、回転している。分子線源セルを加熱
すると、ソース物質が蒸発又は昇華する。

超高真空であるので、平均自由行程が長い。このため、
ソース物質は分子線（Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　
）となって　飛ぶ。基板まで直進し、基板上に吸着され
る。

吸着された後、他の構成元素や基板結晶などの作用及び
熱エネルギーの作用により、所定の格子位置を占める。

こうして、基板結晶と整合した半導体結晶が成長してゆ
く。

分子線結晶成長法は、構成元素ごとに独立の分子線源を
備えるため、半導体を構成する元素の分子線を独立に制
御する事ができる。極めて制御性が良い。この点で、液
相エピタキシー、気相エピタキシーなどのエピタキシー
法より優れている。

ＭＢＥ法は、各種半導体デバイスのエピタキシャル成長
技術として広く利用されている。

ＭＢＥ法は、良質の超高真空を必要とする。

高品質のエピタキシャル成長膜を得るためには、炭化水
素系ガス、酸素、水分、ＣＯ，００２などの残留ガスが
非常に少ない超高真空が必須である。

超高真空チャンバを、大気圧から、超高真空に引くため
には、真空排気装置で真空排気しながら、ベーキングし
たりして吸着ガスを追い出し、シュラウドに窒素を入れ
てシュラウド面にガスを吸着させたりする。このように
、多大の時間と労力を要する。

超高真空チャンバの真空をいったん破ると、もとの真空
を得るため、再び多大の時間と労力とを必要とする。

このため、ＭＢＥ装置は、できるだけ、分子線結晶成長
室（超高真空チャンバ）を大気にさらさないように、工
夫がなされている。

分子線結晶成長室シζ出入するものは、半導体基板と、
ソース物質である。

半導体基板の出入は頻繁であるので、超高真空を維持し
つつ、基板交換する機構が、どのようなＭＢＥ装置にも
備えられている。

それぞれ独立の真空排気装置を備えた基板導入室や、試
料準備室が、ゲートバルブを間に介して、分子線結晶成
長室の前段に設けられる。試料準備室に於ては、外部よ
り導入した基板と基板ホルダに吸着された水分など有害
成分を除くため予備加熱桟構で基板、基板ホルダを加熱
する。

この他に、基板表面をエツチングして汚水を除くように
しｋものもある（特開昭６３−１８２８１３号Ｓ　６３
．７．２８公開）。

このように、真空室をひとつ或はそれ以上、前段に持ち
、基板搬送機構によって、基板ホルダは真空室をひとつ
づつ、分子線結晶成長室に向けて進む。エピタキシャル
成長後は、逆の方向へ進んで大気中に取り出される。

このようにするので、分子線結晶成長室はゲートバルブ
を閉じて、基板の搬入を待っていればよい。分子線結晶
成長室の前段の空間を超高真空に引いてからゲートバル
ブを開くので、分子線結晶成長室の超高真空が破れると
いうことがない。

このように、超高真空を維持したまま、基板交換を行な
う。

しかし、数千回〜百回程度のエピタキシャル成長を行な
うと、分子線源セルのソース物質が枯渇してくる。これ
を補充しなければならない。

このため、分子線結晶成長室を大気圧にし、分子線源セ
ルを外す。そして、ルツボに、新しいソース物質を補充
する。

これが−船釣な方法である。しかし、こうすると、分子
線結晶成長室が大気にさらされるので、再び超高真空に
戻すのに多大の時間と費用がかかる。

この難点を緩和するため、分子線源セルの容量を太き（
する、という事が試みられている。

しかし、大容量化といっても限界がある。有限である。

ソース物質をいつかは補充しなければならない。

（イ）従来技術そこで、分子線結晶成長室の真空を破ることなく、ソー
ス物質を補充できるようにした工夫がなされた。

（ｉ）　　真空蒸着法は１０−’　〜１０″Ｔｏｒｒで
ソース物質を蒸発させるものであり、ＭＢＥ法とは違う
。

しかし、似たような技術であるので、ソース物質補充に
ついての工夫がなされている。これについてまず述べる
。

特開昭６２−１６７８７４号（Ｓ　６２．７．２４公開
）交換用のるつぼを待機させておき、蒸着室内のるつぼ
が枯渇すると、るつぼごと交換する。

（１１）実開昭６１−１０３４８１号（Ｓ６１．７．１
公開）分子線結晶成長室の側方に、ゲートバルブを介し
てつながった源材料処理室を設ける。この中に処理用る
つぼが、トランスファロッドにより進退可能に設けられ
る、分子線材料をるつぼに入れ、加熱して、脱ガスし、
待機しておく。

結晶成長室内の材料が枯渇すると、ゲートバルブを開き
、処理用るつぼを、分子線源セルのるつぼの上方に運ぶ
。処理用るつぼの底には穴がある。ここで、セルのヒー
タを用いて処理用るつぼを加熱すると、材料（Ｇａ　）
がとけて、分子線源セルるつぼに移る。

ＧｉＤ　　特開昭６２−２３７７２１号（Ｓ　６２．１
０．１７公開）Ｇａソースに使う。Ｇａ分子線源のるつ
ぼの下底からパイプを外部に出す。パイプの他端には外
部ソース溜めがあり、この圧力は厳密）；コントロール
されている。

分子線源セル内のＧａ、液の高さが一様になるよう外部
ソース溜めにＧａを補給する。

これは融点が低いＧａのような金属にしか使うことがで
きない。パイプはすべて融点以上に加熱されている。

（ｌｉｉｉ）　　特開昭６２−１９６８１６号（Ｓ　６
２．８．３１公開）これもＧｉＤと同じである。

（Ｖ）　　特開昭６１−１２２１９２号（Ｓ　６１．６
．１０公開）分子線結晶成長室と分子線源セルの間にゲ
ートバルブを設ける。成長室を超高真空に保ったまま、
分子線源セルのるつぼの内容をとりかえる事ができる。

付し　特開昭５８−３３８２５号（３５８，２，２８公
開）分子線結晶成長室の側方に、ゲートバルブでつなが
った分子線セル予備室を設ける。ここには、るつぼとヒ
ータがあり、独立の真空排気装置を備える。るつぼに材
料を入れ真空に引いて待機する。ゲートバルブを開き、
るつぼ搬送機構によって、るつぼごと交換する。

（！／１０　　特開昭５８−１９４７９６号（Ｓ　５８
．１１．１２公開）予備室を、分子線結晶成長室に続い
て設ける。

両者はゲートバルブで接続される。予備室には、ソース
物質を入れたるつぼがある。搬送機構があって、このる
つぼを、分子線結晶成長室の分子線源セルの直上へ運ぶ
ことができる。ここでるつぼをひつくりかえす。ソース
物質が、分子線源セルのるつぼに入る。

（つ）　発明が解決しようとする問題点分子線源セルと
分子線結晶成長室とを分離して、間にゲートバルブを設
ける、という工夫は、次のよラ−な問題がある。

これは、分子線源セルからの蒸発物がゲートバルブのシ
ール面に付着し、シール性が悪くなるという欠点がある
。

分子線源セルをベローを利用したロードロック機構で上
下に動かすようにした工夫もある。これは、ベローを利
用するので内部表面積が広くなる。

相当の大気成分を内部表面に吸着する。このため、真空
度が損なわれてしまう。

るつぼを予備室に入れ、るつぼごと交換する、という構
造は、真空を破らずに済み、それなりに安定したもので
ある。しかし、るつぼを搬送して、分子線源セルに装着
、離脱する、という機構が複雑になる。予備室も広い容
積のものが必要である。

さらに、るつぼ全体をとりかえるのであるから、不足量
を少しずつ補填するというわけにはゆかない。

予備室にるつぼではない補充用の容器を備え、これにソ
ース物質を入れるようにし、ゲートバルブを開いて、分
子線源セルのるつぼｋて補充するものは、次の難点があ
る。

これは、補充用の容器を、るつぼの上でひつくり返して
、ソース物質を落下させる。

搬送機構が、単に平行移動だけではなく、回転運動をも
遂行しなければならないので、極めて複雑である。

また、ひつくり返すのであるからこぼれる事もある。ビ
ューポートからのぞきながら補充するわけであるが、狭
いビューポートからの目視であるので、常にうまくゆく
とは限らない。また、全量をいちどに補充してしまう。

ソース物質を適正な量だけ補給するという事ができない
。

さらに、補充用の容器が邪魔になって、ビューポートか
らるつぼの状態がよ（分らない、という欠点がある。

Ａｓの分子線セルの場合、もうひとつの問題がある。

Ａｓのように昇華する物質の場合、るつぼ内で、Ａｓが
上から順に失われてゆくというわけではない。

融液の状態にならないのであるから、重力の作用をうけ
にくい。このため、Ａｓソースの場合は、側面上方にも
Ａｓソースが残留している。

このような場合、Ａｓを入れた容器を、るつぼの上で単
にひつくり返しただけでは、るつぼ上方側部の残留物に
妨げられて、新しいＡｓソースが内部へ入らない。

０９　　目　　　　　　　的分子線結晶成長室の真空を破ることなく、分子線源セル
に、適当な分量のソース物質を補給できるようにした分
子線結晶成長装置を提供することが、本発明の第１の目
的である。

るつぼの上側層に付着物があっても、るつぼの内底まで
ソース物質を送り込むことのできる補給機構を備えた分
子線結晶成長装置を提供することが本発明の第２の目的
である。

（３）構　成本発明は、分子線結晶成長室の上に、ソース物質を補給
する機構を設ける。このソース物質補給機構はゲートバ
ルブを介して分子線結晶成長室につながっている。

ソース物質補給機構は、ソース物質を入れた容器を収容
する予備室と、竪方向にパイプを昇降させるトランスフ
ァロッドと、真空ポンプとよりなる。

予備室のソース物質容器は直線導入機により水平方向に
移動できる。

トランス７アロツドは、中空のパイプを昇降させるもの
である。このパイプは、ソース物質を案内して、ルツボ
内にソース物質を的確に投入するものである。

パイプは鉛直に設けられるが、上端近くには、ソース物
質を投入するための開口がある。

パイプの直下に、分子線セルがあるようにする。

パイプが下降位置にあるとき、分子線セルのルツボ直近
にパイプ下端がくる。

さらに、パイプの下端は折曲っていて、ルツボの開口の
傾きとほぼ一致するようにしている。つまり、ルツボの
中心軸と、下降位置にある時の、パイプ折曲部の中心軸
とがほぼ一致するようにする。

これは、ルツボの上方側周に付着した物質があつても、
これらに邪魔される事なく、ソース物質がルツボ内奥に
まで投込んでゆくよう）；するためである。

ソース物質を予め、一定の重量の塊りになるよう加工し
ておく。ビューポートから、ソース物質のルツボへの投
入個数を観察する事ができる。

こうする事により、所望の量だけソース物質を補給する
事ができる。

ソ・−ス物質は、パイプ内を重力によって自由落下し、
ルツボに運ばれる。重力によるから、搬送機構が不要に
なる。パイプ先端が折曲っているので、的確にルツボ内
に入る。

実施例を示す図面によって説明する。

第１図は本発明のソース物質補給機構を備えた分子線結
晶成長装置の縦断面図である。第２図はソースを補給し
ている時の縦断面図である。

分子線結晶成長室８は、超高真空に引く事のできるチャ
ンバである。これは、エピタキシャル成長を行なう空間
である。成長室用真空ポンプ１０が、ゲートバルブ１９
を介して、分子線結晶成長室８につながっている。

分子線結晶成長室８の中央部には、マニピュレータ１１
が設けられる。これは、ホルダ４１に支持された基板１
２を保持する。背後にはヒータ４２がある。これは基板
１２を適温に加熱するものである。

マニピュレータ１１は回転することができる。

これは、エピタキシャル成長の条件を均一にするためで
ある。

適数個の分子線セル１４．１４、・・・が分子線結晶成
長室８の壁面に設置される。

分子線セル１４は、ソース物質１５を収容したルツボ１
６と、ソース物質１５を加熱するためのセルヒータ１７
、リフレクタ１８とを備える。

この他にも、シャッタや熱電対なとも備えるが、簡単の
ため図示しない。

分子線結晶成長室８の壁面にそって、液体窒素シュラウ
ド１３が設けられる。

試料準備室などの真空室が、ゲートバルブ９を介して分
子線結晶室８につながっている。

基板ホルダ４１にとりつけられた基板１２は、真空に引
かれた試料準備室などから、ゲートバルブ９を通して、
分子線結晶成長室８に搬入される。

エピタキシャル成長が終れば、逆方向に搬送される。

以上は、周知の分子線結晶室の構造である。本発明の補
給機構を説明する。

ソース物質補給機構は、７ランジ４３．４４によって、
分子線結晶成長装置の上方に取付けられている。

ソース物質補給機構は、水平方向に拡がりを持つ予備室
２４と、竪方向に延びた磁気結合型トランスファロッド
１と、補給機構用真空ボン２６とよりなる。

磁気結合型トランスファロッド１は、縦管２６、ソース
物質輸送用パイプ３、外磁面２８、内磁石２９よりなっ
ている。

縦管２６は密封できる空間である。この中をソース物質
輸送用パイプ３が自由に昇降できるようになっている。

ソース物質輸送用パイプ３は中空のパイプである。上端
に内磁石２９が取付けられている。上端の近傍にソース
物質投入口２が穿たれている。下端は、一方に折曲って
いる。

折曲りの角度は、分子線セルのルツボの中心線とほぼ合
致するようにする。

第２図に示すように、ソース物質輸送用パイプ３は、下
降位置にある時、ソース物質を落下させ、分子線セル１
４のルツボ１６へ入れるための案内管となる。このため
、パイプ３の下端の折曲部４５の中心線が、ルツボ１６
の中心線にほぼ一致するようにする。

これはルツボ１６が傾いているからである。パイプ下端
が、鉛直下方を向いていては、ソース物質が　うまく　
ルツボ１６の中に入り難い。

それで、ルツボの傾きに適合するように、パイプ３の下
端を折曲げる。

中心線がほぼ一致すればよいのであって、厳密に一致し
なくてもよい。

ソースは粒状であるので、パイプの折曲部で詰まっては
いけないから、パイプの内径はソースよりも大きいもの
にしなければならない。

内径より６も粒径がずっと小さいので、ソースは、折曲
部４５に当って何回か反射する。反射したものが、ルツ
ボ１６の中へ入るようにしなければならない。

このためには、折曲部４５が、かなりの長さを持ってい
る必要がある。そうでないと、多重反射されたソース粒
が、ルツボの外へ出てしまうからである。

ルツボに入ってしまえば、斜向きの速度があるので、ル
ツボ壁の残留物に妨げられず、ソース粒はルツボの内奥
へ至ることができる。

第３図は折曲部近傍の拡大断面図である。

縦管２６の外には、外磁石２８がある。

外磁石２８と内磁石２９とは磁気結合している。

外磁石２８は自在に上下に運動させる事ができる。

実際には、外磁石２Ｂを昇降させるモータ、ねじ捧、ね
じこまなどの機構があるが、簡単のため図示しない。

外磁石２８は内磁石２９を吸引し、これを同じ高さた保
つ。

外磁石２８を上下に動かせば、内磁石２９がこれに伴っ
て従動する。これにより、パイプ３が縦管２６の中を動
く。縦管２６は非磁性体である。

アルミ、ステンレスなどで作ることができる。

縦管２６の下側方に、予備室２４と、横管２５とが設け
られている。

横管２５は、ゲートバルブ２７を介して、・補給機構用
真空ポンプ６が取付けられる。これは、縦管２６、予備
室２４を真空に引くためのものである。

予備室２４には、ソース物質容器２０が横向きに設けら
れる。

この中には、一定重量の粒状にしたソース物質５が収容
されている。ソース物質容器２０は前端が開口している
。

直線導入機４により、ソース物質容器２０が予備室２４
内で進退することができる。

予備室２４には蓋があり（図示せず）、これを開いて、
ソース物質５をソース物質容器２０に入れる事ができる
。

縦管２６、横管２５、予備室２４は、連絡管３１により
、分子線結晶成長室８につながっている。

連絡管にはゲートバルブ３０が設けられる。

この補給機構ゲートバルブ３０の直下に、これを保護す
るための、補給機構ゲートバルブ保護シャッタ７がある
。シャッタ７は、分子線結晶成長している間は閉じてい
る。分子線によりゲートバルブ３０が汚染されないため
である。

に）作　用分子線エピタキシーを行なっている間は、ソース物質補
給機構と、分子線結晶成長室８とは、機能的に分離され
ている。

補給機構ゲートバルブ３０、補給機構ゲートバルブ保護
シャッタ７が閉じている。

第１図のようにソース物質輸送用パイプ３は上方へ引上
げられている。

ゲートバルブ２７を閉じ、補給機構用真空ポンプ６を、
予備室２４、縦管２６から切離す。

予備室２４の蓋（図示せず）を開き、ソース物質容器２
０にソース物質５を入れる。蓋を閉じる。

ゲートバルブ２７を開（。真空ポンプ６により、予備室
２４、縦管２６の内部を真空に引（。

この状態で待機しておく。

分子線結晶成長室８で、何十回かのエピタキシャル成長
が繰返されて、分子線セル１４のソース物質１５が枯渇
したとする。

補給動作を開始する。

補給機構ゲートバルブ３０を開く。

外磁石２８を縦管２６に沿って下方へ移動させる。内磁
石２９が従動する。ソース物質輸送用バイブ３が下降す
る。

パイプ３が下降位置にある状態が第２図に示されている
。

ソース物質投入口２は、ソース物質容器２０の前方開口
と同じ高さにある。

ソース物質輸送用バイブ３の下端の折曲部４５が、分子
線セル１４のルツボ１６の開口に正しく向き合っている
。

直線導入機４により、ソース物質容器２０を前進させ、
粒状のソース物質５を、ひとつずつソース物質投入口２
シて投入する。

ソース物質５は、ソース物質輸送用パイプ３の中を落下
する。重力の作用により自由落下する。

パイプの折曲部４５に当り、方向を変え、斜めに落ちる
。

折曲部４５の中心線とルツボ１６の中心線がほぼ同一で
あるから、ソース物質は、スムーズにルツボ１６の内奥
にまで入りこむ。

ルツボの上側層に残留物があっても、これに当たらず直
真に内奥へ飛ぶ。

Ａｓのような昇華性の材料の場合、これは特に有利であ
る。

ビューポート（図示せず）からルツボ１６の充填状況を
観察する。ソース物質の粒の大きさが一定であり、質量
ｍが決っている。ｎ個の粒が補充されたという事は観察
によって分る。充填量がｍｎによって計算される。

もちろん、ソース物質容器２０に入れたソース物質の全
量を補充することも可能である。

（→実施例Ｇａ、　Ｓｉ、　Ａｓの分子線セルを用い、半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板の上に、Ｓｉ添加ＧａＡｓ薄膜をエピタキシ
ャル成長させた。

これらの分子線セルのうち、Ａｓ分千線セルのＡｓ補給
のために本発明の装置を用いた。もちろん、Ｇａ、Ｓｉ
の補給に使う事もできる。

補給機構ゲートバルブ３０は閉じている。

予備室２４を大気圧とし、蓋を開いてＡｓソースを入れ
る。具体的には、３〜４朋程度の粒径のＡｓチャンクを
約１００ｇ、ソース物質容器２０に入れた。

粒径はほぼ一定で重量がほぼ一定の粒にしたＡｓである
。

蓋を閉じた。予備室２４を真空に引いた。

６　Ｘ　１Ｏ−８Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

この間、ゲートバルブ３０によって、分子線結晶成長室
８は隔離されている。このため、成長室の内部はＩ　Ｘ
　１Ｏ−１０Ｔｏｒｒの超高真空を維持していた。

Ａｓソース物質が枯渇したので、補充動作）；入った。

補給機構ゲートバルブ３０と保護シャッタ７を開いた。

ソース物質輸送パイプ３を下降させた。パイプ３の折曲
部４５がＡｓ分子線のルツボ開口に向き合う位置にある
ようになった。

直線導入機４により、ソース物質容器２０のＡｓ粒を、
パイプ３のソース物質投入口２へ注入した。

Ａｓ粒はパイプ３を落下し、折曲部４５で方向を斜めに
換え、ルツボ１６の内奥へ入った。

ソース物質容器２０にあった全てのＡｓ粒を、ルツボ１
６に投入した。

補給が完了したとき、分子線結晶成長室８の真空度は４
．５　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒまで悪化した。

しかし、パイプ３を引上げ、シャッタ７、補給機構ゲー
トバルブ３０を閉じると、すぐに、元の真空度に戻った
。

Ａｓフラックスの強度を、２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒと
して、Ａｓ原料のベーキングを３０分行なった。

他のソース物質Ｇａ、Ｓｉについては、特にベーキング
を行なっていない。

このような準備をした後、次の成長条件で、Ｓｉ添加Ｇ
ａＡｓのエピタキシャル成長を行なった。

基　　　板　　　半絶縁性ＧａＡｓ基板（面方位は（１
００））成長温度　　　５８０℃ Ｇａフラックス強度　　　５　Ｘ　１Ｏ−７ＴｏｒｒＡ
ｓフラックス強度　　３　Ｘ　１０”’　ＴｏｒｒＳｉ
セル温度　　　６８０°Ｃ成長時間　　　　　５時間この結果、約７　ｔｔｍ厚のエピタキシャル結晶薄膜が
形成された。７７にでＨａｌ　１測定を行なった。ｎ型
で、キャリヤ濃度が５．５　Ｘ　１０　ｃｍ−３、移動
度が８５０００ｃ％　／　’ｉ’ｓｅｃであった。

これらの値は、Ａｓ原料を補給するＩｊｉｌのエピタキ
シャル成長膜の特性と殆ど同じである。つまり、Ａｓソ
ースの補給により、エピタキシャル成長の品質が低下し
なかったという事である。

（り）効　果本発明の分子線結晶成長装置においては、成長室と分子
線セルとを大気圧にさらすことなく、分子線セルのソー
ス物質を補充する事ができる。

パイプの中をソース物質が案内されて落下する。

このため、補充は確実に行われる。ソース物質があふれ
たり、ルツボから飛びだしたりしない。また、パイプ先
端が折曲げであるので、ルツボの内奥まで確実に入る。

ルツボ上方側壁に付着物があっても邪魔にならない。

昇華性のソースＰ％Ａｓなどに適する。

本発明では、パイプ内を重力で落下させるから、ルツボ
ごと交換するものにζ比べて、搬送機構が単純で、小型
である。

ルツボごと交換するものは、ルツボの搬出、搬入という
２重の手間がかかる。しかし本発明の場合は、入れる動
作だけであり、単純である。

成長室の超高真空を破らないので、エピタキシャル成長
の再現性が良い。このため、高品質のエピタキシャル結
晶を量産する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る分子線結晶成長装置の縦
断面図。第２図はソース補給時の同じものの縦断面図。第３図はソース補給時の折曲部の拡大断面図。１・・・・・・磁気結合型トランスファロッド２・・・
・・・ソース物質投入口３・・・・・・ソース物質輸送用パイプ４・・・・・・
直線導入機５・・・・・・ソース物質６・・・・・・補給機構用真空ポンプ７・・・・・・補給機構ゲ゛−トパルブ保護シャック８
・・・・・・分子線結晶成長室９・・・・・・ゲートバルブ１０・・・・・・成長室用真空ポンプ１１・・・・・・マニピュレータ１２・・・・・・基　板１３・・・・・・液体窒素シュラウド１４・・・・・・分子線セル１５・・・・・・ソース物質１６・・・・・・ルツボ１７・・・・・・セルヒータ１８・・・・・・リフレクタ１９・・・・・・ゲートバルブ２０・・・・・・ソース物質容器２４・・・・・・予備室２５・・・・・・横　管２６・・・・・・縦管２７・・・・・・ゲートバルブ２８・・・・・・外磁石２９・・・・・・内磁石３０・・・・・・補給機構ゲートバルブ３１・・・・・
・連絡管４１・・・・・・基板ホルダ４２・・・・・・ヒータ４３．４４・・・・・・フランジ４５・・・・・・折曲部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超高真空に保たれた分子線結晶成長室内で、エピ
タキシャル成長用基板を適温に加熱し、エピタキシャル
成長させるべき膜の構成元素の分子線を分子線セルより
該基板に向けて照射しエピタキシャル成長を行なう分子
線結晶成長装置に於て、分子線結晶成長室８の上方に補
給機構ゲートバルブ３０を介してソース物質補給機構が
設けてあり、ソース物質補給機構は、予備室２４と、縦
管２６と、予備室２４及び縦管２６の内部を真空に引く
補給機構用真空ポンプ６と、予備室２４の内部に設けら
れソース物質５を収容するソース物質容器２０と、ソー
ス物質容器２０を進退させる機構と、分子線セル１４の
ルツボ１６の直上であつて縦管２６の中に昇降自在に設
けられ上端近くにソース物質投入口２を下端に折曲部４
５を有するソース物質輸送用パイプ３と、ソース物質輸
送用パイプ３を昇降させる昇降装置とよりなり、パイプ
３が下降位置にある時、ソース物質輸送用パイプ３の下
端折曲部４５の中心線がルツボ１６の中心線に近似する
ようにし、ソース物質容器２０にソース物質５を充填し
真空に引いて待機しておき、分子線セル１４にソース物
質を充填する場合は、補給機構ゲートバルブ３０を開き
、ソース物質輸送用パイプ３を下端がルツボ１６に近接
するように下降させ、ソース物質容器２０のソース物質
５をパイプ３のソース物質投入口２に入れ、ソース物質
輸送用パイプ３の内部を落下させ、折曲部４５でルツボ
の方向へ転換しルツボ１６に入れるようにする事を特徴
とする分子線結晶成長装置。
（２）ソース物質輸送用パイプの昇降装置が、磁気結合
型トランスファロッドである事を特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の分子線結晶成長装置。
（３）ソース物質輸送用パイプの昇降装置が、ランクピ
ニオン式ギヤ駆動機構である事を特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の分子線結晶成長装置。