JPH02233586A - 分子線エピタキシャル成長装置 - Google Patents
分子線エピタキシャル成長装置Info
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- JPH02233586A JPH02233586A JP5310089A JP5310089A JPH02233586A JP H02233586 A JPH02233586 A JP H02233586A JP 5310089 A JP5310089 A JP 5310089A JP 5310089 A JP5310089 A JP 5310089A JP H02233586 A JPH02233586 A JP H02233586A
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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。
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、半導体産業を中心に広く用いられる分子線エ
ピタキシャル成長装置に関するものである。
ピタキシャル成長装置に関するものである。
従来の技術
現在、超格子構造、多重量子井戸、多層反射(透過)膜
等に代表される、異種物質を積層させた構造のもたらす
性質を利用した電子デバイス、光学デバイス、光電子デ
バイス等の開発が盛んに行われている。このようなデバ
イスを製造する上で、超高真空室内で分子線(原子線、
イオン線を含む)を用いてエピタキシャル成長を行う、
いわゆる分子線エピタキシャル成長装置(以下MBE装
置と略す)は、非常に重要な役割を果たす。典型的なM
BE装置の一例を第3図に示す(例えば、 「分子線エ
ビタキシー技術」高橋清編著(lfl84年P .57
)。
等に代表される、異種物質を積層させた構造のもたらす
性質を利用した電子デバイス、光学デバイス、光電子デ
バイス等の開発が盛んに行われている。このようなデバ
イスを製造する上で、超高真空室内で分子線(原子線、
イオン線を含む)を用いてエピタキシャル成長を行う、
いわゆる分子線エピタキシャル成長装置(以下MBE装
置と略す)は、非常に重要な役割を果たす。典型的なM
BE装置の一例を第3図に示す(例えば、 「分子線エ
ビタキシー技術」高橋清編著(lfl84年P .57
)。
基本構成は、超高真空室1内に、試料ホルダー2が設置
され、これに向かって、分子線源3が配置され、さらに
液体窒素シュラウドに代表されるコールドトラップ4が
設置された形から成る。コールドトラップ4は、超高真
空排気中、あるいはエピタキシャル成長中に、真空中に
残存する残留ガスを吸着し、主たる排気系に加えて一種
のボンブの役割を果たす。コールドトラップ4に吸着し
た物質(例えば、十一 族化物半導体をエピタキシャル
成長しているときは主として 族物質)は、非成長時に
コールl’}ラップ4を昇温(液体窒素シ二ラウドの場
合では、流していた液体窒素を抜く)することにより説
着し、主たる排気系により排気される。しかし、長期間
繰り返して使用すると、吸着した物質が大量に堆積する
ようになり、やがて、これが機械的歪、振動、熱的歪等
により剥離し、粉塵となり、これが被成長基板表面に付
着して表面欠陥を誘起したり、分子線源3の中に混入し
て分子線源3を汚染することになる。
され、これに向かって、分子線源3が配置され、さらに
液体窒素シュラウドに代表されるコールドトラップ4が
設置された形から成る。コールドトラップ4は、超高真
空排気中、あるいはエピタキシャル成長中に、真空中に
残存する残留ガスを吸着し、主たる排気系に加えて一種
のボンブの役割を果たす。コールドトラップ4に吸着し
た物質(例えば、十一 族化物半導体をエピタキシャル
成長しているときは主として 族物質)は、非成長時に
コールl’}ラップ4を昇温(液体窒素シ二ラウドの場
合では、流していた液体窒素を抜く)することにより説
着し、主たる排気系により排気される。しかし、長期間
繰り返して使用すると、吸着した物質が大量に堆積する
ようになり、やがて、これが機械的歪、振動、熱的歪等
により剥離し、粉塵となり、これが被成長基板表面に付
着して表面欠陥を誘起したり、分子線源3の中に混入し
て分子線源3を汚染することになる。
従って、コールドトラップ4に堆積した物質は、定期的
に除去する必要が生じる。従来、この方法としては、い
ったん超高真空室1を大気開放した後、堆積物質を機械
的に除去(例えば、堆積物質をかき取る)するか、ある
いはコールドトラップ4を取りはずし、これを酸洗浄す
る等の方法が用いられていた。また、酸洗浄の際、堆積
物質のみを有効に取り除くために、耐薬品性、耐熱性に
優れた有機物質から成る膜を表面にコーティングした液
体窒素シュラウドを採用する等の対策が講じられていた
(特開昭fi3−114118公報)。
に除去する必要が生じる。従来、この方法としては、い
ったん超高真空室1を大気開放した後、堆積物質を機械
的に除去(例えば、堆積物質をかき取る)するか、ある
いはコールドトラップ4を取りはずし、これを酸洗浄す
る等の方法が用いられていた。また、酸洗浄の際、堆積
物質のみを有効に取り除くために、耐薬品性、耐熱性に
優れた有機物質から成る膜を表面にコーティングした液
体窒素シュラウドを採用する等の対策が講じられていた
(特開昭fi3−114118公報)。
発明が解決しようとする課題
以上述べて来たように、従来のMBE装置では、コール
ドトラップに堆積した物質を除去するためには、超高真
空室をいったん大気開放する必要があり、さらに酸洗浄
を行なう場合、コールドトラップを取りはずすという大
がかりな作業をしなければならず、かつ酸洗浄後のコー
ルドトラップを完全に乾燥させなければならない等の一
連の作業の労力が大きく、かつ時間がかかるという問題
やその後の超高真空室を再度清浄な超高真空状態に立ち
上げるのに時間がかかる等の問題点があった。
ドトラップに堆積した物質を除去するためには、超高真
空室をいったん大気開放する必要があり、さらに酸洗浄
を行なう場合、コールドトラップを取りはずすという大
がかりな作業をしなければならず、かつ酸洗浄後のコー
ルドトラップを完全に乾燥させなければならない等の一
連の作業の労力が大きく、かつ時間がかかるという問題
やその後の超高真空室を再度清浄な超高真空状態に立ち
上げるのに時間がかかる等の問題点があった。
本発明は上述の問題点に鑑み、超高真空室を大気開放せ
ず、かつドライな方法で、コールドトラップに堆積した
物質を除去できる分子線エピタキシャル成長装置を提供
することを目的とする。
ず、かつドライな方法で、コールドトラップに堆積した
物質を除去できる分子線エピタキシャル成長装置を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は上述の課題を解決するため、コールドトラップ
の壁面に添って金属板を配置し、前記壁面と前記金属板
との間でプラズマ放電を起こさせる高周波電源を介して
前記壁面と前記金属板とを接続し、プラズマ放電を゜起
こさない時に、成長室とは真空的にしゃ断し、前記金属
板を収納する真空室を設けるという構成を備えたもので
ある。
の壁面に添って金属板を配置し、前記壁面と前記金属板
との間でプラズマ放電を起こさせる高周波電源を介して
前記壁面と前記金属板とを接続し、プラズマ放電を゜起
こさない時に、成長室とは真空的にしゃ断し、前記金属
板を収納する真空室を設けるという構成を備えたもので
ある。
また、もう一つの発明は、外壁面に活性粒子線を出射す
る粒子線源を設置し、前記粒子線がコールドトラップの
壁面全体に照射されるように、前記粒子線源を移動させ
る機構を設けるという構成を備えたものである。
る粒子線源を設置し、前記粒子線がコールドトラップの
壁面全体に照射されるように、前記粒子線源を移動させ
る機構を設けるという構成を備えたものである。
作用
本発明は上述の構成によって、コールドトラップの壁面
と金属板との間の高周波放電により生ぜしめたプラズマ
により、コールドトラップに堆積した物質を除去できる
。また、金属板を収納する真空室を備えているため、金
属板はエピタキシャル成長を行う成長室外に移動させ、
かつ清浄な状態で収納しておくことができる。 もう
一つの発明は上述の構成によって粒子線源よりコールド
トラップの壁へ照射されるイオンビーム、ラジカルビー
ム等の粒子線により、コールドトラップに堆積した物質
を除去できる。以上のように、本発明では、超高真空室
を大気開放することなく、かつドライな方法で、コール
ドトラップに堆積した物質を除去できるため、MBE装
置゛の稼働率が大幅に上昇すると共に、良質のエピタキ
シャル成長膜を成長することができる。
と金属板との間の高周波放電により生ぜしめたプラズマ
により、コールドトラップに堆積した物質を除去できる
。また、金属板を収納する真空室を備えているため、金
属板はエピタキシャル成長を行う成長室外に移動させ、
かつ清浄な状態で収納しておくことができる。 もう
一つの発明は上述の構成によって粒子線源よりコールド
トラップの壁へ照射されるイオンビーム、ラジカルビー
ム等の粒子線により、コールドトラップに堆積した物質
を除去できる。以上のように、本発明では、超高真空室
を大気開放することなく、かつドライな方法で、コール
ドトラップに堆積した物質を除去できるため、MBE装
置゛の稼働率が大幅に上昇すると共に、良質のエピタキ
シャル成長膜を成長することができる。
実施例
(実施例1)
第1図は本発明の第1の実施例におけるMBE装置の概
略図である。以下第1図を用いて第1の実施例を説明す
る。
略図である。以下第1図を用いて第1の実施例を説明す
る。
MBE装置はエピタキシャル成長を行う成長室Sと金属
板7aを収納するための真空室6とで構成され、両者は
ゲートバルブ8で真空にしゃ断することが出来る。7b
は収納時における金属板7aの位置を示す。金属板7a
は、高周波電源(例えば13.56MHz) 9を介し
て、液体窒素トラップからなるコールドトラップ4に接
続されている。
板7aを収納するための真空室6とで構成され、両者は
ゲートバルブ8で真空にしゃ断することが出来る。7b
は収納時における金属板7aの位置を示す。金属板7a
は、高周波電源(例えば13.56MHz) 9を介し
て、液体窒素トラップからなるコールドトラップ4に接
続されている。
コールドトラップ4に堆積した物質を除去するためには
、まず金属板7aとコールドトラップ4の間に反応性ガ
スを流した後、高周波放電を行い、プラズマを発生させ
る。反応性ガスとしては、これと堆積した物質の主成分
との反応生成物が気体となるようなものを選ぶ。堆積し
た物質の主成分が、 族物質、有機物質、シリコン、
炭素等の場合には水素ガスが有効な反応性ガスとなる。
、まず金属板7aとコールドトラップ4の間に反応性ガ
スを流した後、高周波放電を行い、プラズマを発生させ
る。反応性ガスとしては、これと堆積した物質の主成分
との反応生成物が気体となるようなものを選ぶ。堆積し
た物質の主成分が、 族物質、有機物質、シリコン、
炭素等の場合には水素ガスが有効な反応性ガスとなる。
また、ガス圧は10−1#10−”Torr程度、高周
波電力は−10al台に設定すれば良い。このようにし
て、反応性ガスのプラズマとコールドトラップ4に堆積
した物質を反応させ、気体状の反応生成物として、成長
室S外に排気することにより、堆積した物質の除去が容
易に行える。さらに、金属板7aの表面を耐プラズマ性
の物質でコーティングしておけば、プラズマにより金属
板7aがごく微量ではあるがスパッタリングされる恐れ
も完全になくなる。
波電力は−10al台に設定すれば良い。このようにし
て、反応性ガスのプラズマとコールドトラップ4に堆積
した物質を反応させ、気体状の反応生成物として、成長
室S外に排気することにより、堆積した物質の除去が容
易に行える。さらに、金属板7aの表面を耐プラズマ性
の物質でコーティングしておけば、プラズマにより金属
板7aがごく微量ではあるがスパッタリングされる恐れ
も完全になくなる。
(実施例2)
第2図は本発明の第2の実施例におけるMBE装置の概
略図である。以下第2図を用いて第2の実施例を説明す
る。
略図である。以下第2図を用いて第2の実施例を説明す
る。
超高真空室1内に、イオンビーム、ラジカルビーム等の
活性粒子線を出射し得る粒子線源(例えば、カウフマン
型イオン源)10が設置され、これに試料ステージ2が
一体化されている。また、並行移動、回転移動を行わせ
るための移動機構11が設けられている。
活性粒子線を出射し得る粒子線源(例えば、カウフマン
型イオン源)10が設置され、これに試料ステージ2が
一体化されている。また、並行移動、回転移動を行わせ
るための移動機構11が設けられている。
コールドトラップ4に堆積した物質を除去するためには
、まず粒子線源!θ内に反応性ガスを導入した後、粒子
線源!0内でプラズマを発生させる。
、まず粒子線源!θ内に反応性ガスを導入した後、粒子
線源!0内でプラズマを発生させる。
反応性ガスは、第1の実施例で述べたものと同一のもの
を用いる。また、ガス圧は10−1〜!0−’Torr
程度である。このようにして得られたプラズマから、イ
オンビーム、ラジカルビーム等の活性粒子線の形で、コ
ールドトラップ4に照射する。またこのとき、移動機構
11により、粒子線源IOを移動させながら行うことで
、コールド.トラップ4の壁面全体へ、活性粒子線の照
射を行うことが出来る。
を用いる。また、ガス圧は10−1〜!0−’Torr
程度である。このようにして得られたプラズマから、イ
オンビーム、ラジカルビーム等の活性粒子線の形で、コ
ールドトラップ4に照射する。またこのとき、移動機構
11により、粒子線源IOを移動させながら行うことで
、コールド.トラップ4の壁面全体へ、活性粒子線の照
射を行うことが出来る。
よって、第1の実施例の場合と同様、堆積した物質の除
去が容易に行える。また、粒子線源【Oと試料ステージ
2とが一体化しているため、これがエピタキシャル成長
を行う成長室内に占める容積は、従来の分子線エピタキ
シャル装置の成長室内に占める試料ステージ2の容積に
比べ、大幅に大きくな.ることはない。
去が容易に行える。また、粒子線源【Oと試料ステージ
2とが一体化しているため、これがエピタキシャル成長
を行う成長室内に占める容積は、従来の分子線エピタキ
シャル装置の成長室内に占める試料ステージ2の容積に
比べ、大幅に大きくな.ることはない。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は、超高真空室
を大気開放せず、かつ、ドライな方法で、コールドトラ
ップに堆積した物質を除去することが出来るので、MB
E装置の稼働率が大幅に上昇するとともに、良質のエピ
タキシャル成長膜を成長することが出来る等、多大なる
効果をもたらす。
を大気開放せず、かつ、ドライな方法で、コールドトラ
ップに堆積した物質を除去することが出来るので、MB
E装置の稼働率が大幅に上昇するとともに、良質のエピ
タキシャル成長膜を成長することが出来る等、多大なる
効果をもたらす。
第1図及び第2図は、それぞれ本発明の第1の実施例及
び第2の実施例における分子線エピタキシャル成長装置
の概略図、第3図は従来技術の分子線エピタキシャル成
長装置の一例を示す概略図である。 4・・・・コールドトラップ、8・・・・真空室、7a
17b・・・・金属板、8・・・・ゲートバルプ、9・
・・・高周波電源、10・・・・粒子線源、11・・・
・移動機構。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 l 図 第 図
び第2の実施例における分子線エピタキシャル成長装置
の概略図、第3図は従来技術の分子線エピタキシャル成
長装置の一例を示す概略図である。 4・・・・コールドトラップ、8・・・・真空室、7a
17b・・・・金属板、8・・・・ゲートバルプ、9・
・・・高周波電源、10・・・・粒子線源、11・・・
・移動機構。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 l 図 第 図
Claims (1)
- (1)分子線エピタキシャル成長装置の成長室内に配置
されたコールドトラップの壁面に対して、ある一定の距
離を保って前記壁面に添って配置される金属板を有し、
前記壁面と前記金属板との間でプラズマ放電を起こさせ
る高周波電源を介して前記壁面と前記金属板とが接続さ
れ、プラズマ放電を起こさない時に、前記成長室を真空
的にしゃ断し、前記金属板を収納する真空室を有するこ
とを特徴とする分子線エピタキシャル成長装置(2)分
子線エピタキシャル成長装置の成長室内に、外壁面に活
性粒子線を出射する粒子線源を設置し、前記粒子線が前
記成長室内に配置されたコールドトラップの壁面全体に
照射されるように前記粒子線源を移動させる機構を有す
ることを特徴とする分子線エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5310089A JPH02233586A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5310089A JPH02233586A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02233586A true JPH02233586A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12933371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5310089A Pending JPH02233586A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 分子線エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02233586A (ja) |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP5310089A patent/JPH02233586A/ja active Pending
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