JPH04219391A - 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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- JPH04219391A JPH04219391A JP41152390A JP41152390A JPH04219391A JP H04219391 A JPH04219391 A JP H04219391A JP 41152390 A JP41152390 A JP 41152390A JP 41152390 A JP41152390 A JP 41152390A JP H04219391 A JPH04219391 A JP H04219391A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子線気相成長法（Ｍ
ＢＥ法）を用いて基板上に半導体薄膜を作製する分子線
結晶成長装置に関するものである。
ＢＥ法）を用いて基板上に半導体薄膜を作製する分子線
結晶成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】分子線結晶成長装置は高真空（１０ −８
〜１０−１１ Ｔｏｒｒ程度、以下同じ）に保持され
た結晶成長室に基板を置き、複数の分子線源から蒸発し
た分子線を基板に照射させて基板上に半導体薄膜を作製
（以下、結晶成長という）させる装置であり、半導体レ
ーザ素子（ＬＤ）や高電子移動度トランジスター（ＨＥ
ＭＴ）等を作製するための多層薄膜成長に使用されてい
るものである。
〜１０−１１ Ｔｏｒｒ程度、以下同じ）に保持され
た結晶成長室に基板を置き、複数の分子線源から蒸発し
た分子線を基板に照射させて基板上に半導体薄膜を作製
（以下、結晶成長という）させる装置であり、半導体レ
ーザ素子（ＬＤ）や高電子移動度トランジスター（ＨＥ
ＭＴ）等を作製するための多層薄膜成長に使用されてい
るものである。
【０００３】ここで一般的な従来の排気系を備える分子
線結晶成長装置を図２に示す。図２に示す分子線結晶成
長装置２０１ において、２０２ は基板上に結晶成長
を行なう結晶成長室、２０３ は結晶成長室２０２ 内
を高真空に排気する、例えばイオンポンプ等の溜め込み
式の排気装置、２０４は結晶成長室２０２ と排気装置
２０３ とを仕切るゲートバルブ、２０５ は結晶成長
室２０２ 内の初期真空排気を行なう補助排気装置で、
例えばロータリーポンプ、２０６ も同じく結晶成長室
２０２ 内の初期真空排気を行なう補助排気装置で、例
えばソープションポンプである。
線結晶成長装置を図２に示す。図２に示す分子線結晶成
長装置２０１ において、２０２ は基板上に結晶成長
を行なう結晶成長室、２０３ は結晶成長室２０２ 内
を高真空に排気する、例えばイオンポンプ等の溜め込み
式の排気装置、２０４は結晶成長室２０２ と排気装置
２０３ とを仕切るゲートバルブ、２０５ は結晶成長
室２０２ 内の初期真空排気を行なう補助排気装置で、
例えばロータリーポンプ、２０６ も同じく結晶成長室
２０２ 内の初期真空排気を行なう補助排気装置で、例
えばソープションポンプである。
【０００４】以下、分子線結晶成長装置２０１ の排気
系を具体的に説明する。 半導体レーザ素子や、高電
子移動度トランジスター等作製に使用されるＧａＡｓ、
ＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体を結晶成長室２０２ 内
で良質に結晶成長させるには、化合物半導体中に混入し
て電子やホールの捕獲準位や非発光再結合中心を形成す
る原因となる酸素、水、一酸化炭素等の不純物が極力結
晶成長室２０２ 内に存在しないことが望ましい。その
ため結晶成長時においては、ゲートバルブ２０４ を開
いておき、排気装置２０３ を用いて結晶成長室２０２
内の真空排気を行い、常に結晶成長室２０２内を高真
空に保持することが行われる。 そして、結晶成長室２０２ 内を高真空に保持する排気
装置２０３ としては、排気式の真空ポンプでは高真空
が得られないのでイオンポンプ等の溜め込み式の真空ポ
ンプが実用化されている。結晶成長にあっては、まず結
晶成長室２０２ に連結して配置された補助排気装置で
あるロータリーポンプ２０５ とソープションポンプ２
０６ とを用いて結晶成長室２０２ 内の真空排気を行
い、結晶成長室２０２ 内を１０−３Ｔｏｒｒ程度まで
真空排気する。そしてこの状態に達したらゲートバルブ
２０４ を開き、今度は排気装置２０３ を用いて結晶
成長室２０２ 内の真空排気を行う。結晶成長室２０２
内の真空度が１０−６Ｔｏｒｒ程度に達したら、排気
装置２０３ で結晶成長室２０２ 内の真空排気を行い
ながら結晶成長室２０２ と排気装置２０３ とを約２
００ ℃に加熱ベーキングし、結晶成長室２０２ 内と
排気装置２０３ 内の不純物の除去を行う。ベーキング
終了後は引き続き排気装置２０３ で結晶成長室２０２
内の真空排気を行い、結晶成長室２０２ 内が所定の
高真空に達したら結晶成長を開始する。
系を具体的に説明する。 半導体レーザ素子や、高電
子移動度トランジスター等作製に使用されるＧａＡｓ、
ＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体を結晶成長室２０２ 内
で良質に結晶成長させるには、化合物半導体中に混入し
て電子やホールの捕獲準位や非発光再結合中心を形成す
る原因となる酸素、水、一酸化炭素等の不純物が極力結
晶成長室２０２ 内に存在しないことが望ましい。その
ため結晶成長時においては、ゲートバルブ２０４ を開
いておき、排気装置２０３ を用いて結晶成長室２０２
内の真空排気を行い、常に結晶成長室２０２内を高真
空に保持することが行われる。 そして、結晶成長室２０２ 内を高真空に保持する排気
装置２０３ としては、排気式の真空ポンプでは高真空
が得られないのでイオンポンプ等の溜め込み式の真空ポ
ンプが実用化されている。結晶成長にあっては、まず結
晶成長室２０２ に連結して配置された補助排気装置で
あるロータリーポンプ２０５ とソープションポンプ２
０６ とを用いて結晶成長室２０２ 内の真空排気を行
い、結晶成長室２０２ 内を１０−３Ｔｏｒｒ程度まで
真空排気する。そしてこの状態に達したらゲートバルブ
２０４ を開き、今度は排気装置２０３ を用いて結晶
成長室２０２ 内の真空排気を行う。結晶成長室２０２
内の真空度が１０−６Ｔｏｒｒ程度に達したら、排気
装置２０３ で結晶成長室２０２ 内の真空排気を行い
ながら結晶成長室２０２ と排気装置２０３ とを約２
００ ℃に加熱ベーキングし、結晶成長室２０２ 内と
排気装置２０３ 内の不純物の除去を行う。ベーキング
終了後は引き続き排気装置２０３ で結晶成長室２０２
内の真空排気を行い、結晶成長室２０２ 内が所定の
高真空に達したら結晶成長を開始する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
溜め込み式の排気系を備える分子線結晶成長装置２０１
においては以下に示すような問題点があった。即ち、
従来の分子線結晶成長装置２０１ においては排気装置
２０３として溜め込み式の真空ポンプであるイオンポン
プで結晶成長室２０２ 内を真空排気していたため、結
晶成長室２０２ 、および排気装置２０３自体のベーキ
ング時に大量に放出されるガスを排気装置２０３ が吸
着してしまい、このガス吸着で排気装置２０３ の排気
能力が低下し、結晶成長室２０２ 内を高真空にするに
は長時間（数週間〜１ヵ月）を要していた。
溜め込み式の排気系を備える分子線結晶成長装置２０１
においては以下に示すような問題点があった。即ち、
従来の分子線結晶成長装置２０１ においては排気装置
２０３として溜め込み式の真空ポンプであるイオンポン
プで結晶成長室２０２ 内を真空排気していたため、結
晶成長室２０２ 、および排気装置２０３自体のベーキ
ング時に大量に放出されるガスを排気装置２０３ が吸
着してしまい、このガス吸着で排気装置２０３ の排気
能力が低下し、結晶成長室２０２ 内を高真空にするに
は長時間（数週間〜１ヵ月）を要していた。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は前記問題点に鑑みなされ
たものでその目的とするところは、結晶成長時に使用す
る排気装置自体に負担をかけることなく、しかも短時間
で効率良く結晶成長室内を高真空にすることのできる分
子線結晶成長装置を提供することにある。
たものでその目的とするところは、結晶成長時に使用す
る排気装置自体に負担をかけることなく、しかも短時間
で効率良く結晶成長室内を高真空にすることのできる分
子線結晶成長装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、結晶成長室と、結晶成長時に前記結
晶成長室内を真空排気する第１の排気装置と、少なくと
も前記結晶成長室、および前記第１の排気装置のべーキ
ング時に前記結晶成長室、および前記第１の排気装置の
真空排気を行なう第２の排気装置とを備えてなることを
特徴とする。
の本発明の構成は、結晶成長室と、結晶成長時に前記結
晶成長室内を真空排気する第１の排気装置と、少なくと
も前記結晶成長室、および前記第１の排気装置のべーキ
ング時に前記結晶成長室、および前記第１の排気装置の
真空排気を行なう第２の排気装置とを備えてなることを
特徴とする。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
図１は本発明の分子線結晶成長装置１０８ を示す概略
図である。
図である。
【０００９】図中、１０１ は基板上に半導体薄膜を成
長（以下、結晶成長という）させる結晶成長室、１０２
は結晶成長時において結晶成長室１０１ 内を高真空
（１０−８〜１０−１１ Ｔｏｒｒ程度、以下同じ）に
排気する第１の排気装置、１０３ は結晶成長室１０１
と第１の排気装置１０２ とのベーキング時に結晶成長
室１０１ 内と第１の排気装置１０２ 内の真空排気を
行う第２の排気装置、尚、本実施例の第１の排気装置１
０２ 、および第２の排気装置１０３ は共に溜め込み
式のイオンポンプを使用している。１０４ は結晶成長
室１０１ と第１の排気装置１０２ とを仕切るゲート
バルブ、１０５ は結晶成長室１０１ と第２の排気装
置１０３ とを仕切るゲートバルブ、１０６ は結晶成
長室１０１ 内を初期真空排気する補助排気装置で、例
えばロータリーポンプ、１０７ も同じく結晶成長室１
０１ 内を初期真空排気する補助排気装置で、例えばソ
ープションポンプである。
長（以下、結晶成長という）させる結晶成長室、１０２
は結晶成長時において結晶成長室１０１ 内を高真空
（１０−８〜１０−１１ Ｔｏｒｒ程度、以下同じ）に
排気する第１の排気装置、１０３ は結晶成長室１０１
と第１の排気装置１０２ とのベーキング時に結晶成長
室１０１ 内と第１の排気装置１０２ 内の真空排気を
行う第２の排気装置、尚、本実施例の第１の排気装置１
０２ 、および第２の排気装置１０３ は共に溜め込み
式のイオンポンプを使用している。１０４ は結晶成長
室１０１ と第１の排気装置１０２ とを仕切るゲート
バルブ、１０５ は結晶成長室１０１ と第２の排気装
置１０３ とを仕切るゲートバルブ、１０６ は結晶成
長室１０１ 内を初期真空排気する補助排気装置で、例
えばロータリーポンプ、１０７ も同じく結晶成長室１
０１ 内を初期真空排気する補助排気装置で、例えばソ
ープションポンプである。
【００１０】本発明の分子結晶線成長装置１０８ の特
徴は、結晶成長室１０１ と第１の排気装置１０２ と
のベーキング（結晶成長室１０１内と第１の排気装置１
０２ 内の不純物の除去）時に、結晶成長室１０１ 内
と第１の排気装置１０２ 内との真空排気を行なう第２
の排気装置１０３ を新たに設けていることである。
徴は、結晶成長室１０１ と第１の排気装置１０２ と
のベーキング（結晶成長室１０１内と第１の排気装置１
０２ 内の不純物の除去）時に、結晶成長室１０１ 内
と第１の排気装置１０２ 内との真空排気を行なう第２
の排気装置１０３ を新たに設けていることである。
【００１１】結晶成長の準備が整った結晶成長室１０１
内を結晶成長時の高真空にするには、まずロータリー
ポンプ１０６ とソープションポンプ１０７ 等とを用
いて結晶成長室１０１ 内をある程度の真空度（１０−
３Ｔｏｒｒ程度以下） に排気する。続いて、ゲートバ
ルブ１０４ を開き、今度は排気装置１０２ を用いて
真空排気する。そして、結晶成長室１０１ 内の真空度
が約１０−６Ｔｏｏｒ程度に達したら、排気装置１０２
の真空排気を止めると共に、結晶成長室１０１ と排
気装置１０２ とを約２００ ℃に加熱ベーキングする
。そしてこの状態で、ゲートバルブ１０５ を開き第２
の排気装置１０３ を用いて結晶成長室１０１ 、およ
び第１の排気装置１０２ の真空排気を行う。この第２
の排気装置１０３ で真空排気することにより、結晶成
長室１０１ と第１の排気装置１０２ とをベーキング
することで発生する不純物が第２の排気装置に吸着され
る。このベーキング処理は結晶成長室１０１ 内の真空
度が１０−６Ｔｏｒｒ程度以下に達したら止め、再び第
１の排気装置１０２ の運転を再開して結晶成長室１０
１ 内の真空排気を行う。そしてその後結晶成長室１０
１ 内の真空度が１０−８Ｔｏｒｒ程度以下に達したら
ゲートバルブ１０５ を閉じ、今度は第１の排気装置１
０２ のみで引き続き結晶成長室１０１ 内の真空排気
を続ける。
内を結晶成長時の高真空にするには、まずロータリー
ポンプ１０６ とソープションポンプ１０７ 等とを用
いて結晶成長室１０１ 内をある程度の真空度（１０−
３Ｔｏｒｒ程度以下） に排気する。続いて、ゲートバ
ルブ１０４ を開き、今度は排気装置１０２ を用いて
真空排気する。そして、結晶成長室１０１ 内の真空度
が約１０−６Ｔｏｏｒ程度に達したら、排気装置１０２
の真空排気を止めると共に、結晶成長室１０１ と排
気装置１０２ とを約２００ ℃に加熱ベーキングする
。そしてこの状態で、ゲートバルブ１０５ を開き第２
の排気装置１０３ を用いて結晶成長室１０１ 、およ
び第１の排気装置１０２ の真空排気を行う。この第２
の排気装置１０３ で真空排気することにより、結晶成
長室１０１ と第１の排気装置１０２ とをベーキング
することで発生する不純物が第２の排気装置に吸着され
る。このベーキング処理は結晶成長室１０１ 内の真空
度が１０−６Ｔｏｒｒ程度以下に達したら止め、再び第
１の排気装置１０２ の運転を再開して結晶成長室１０
１ 内の真空排気を行う。そしてその後結晶成長室１０
１ 内の真空度が１０−８Ｔｏｒｒ程度以下に達したら
ゲートバルブ１０５ を閉じ、今度は第１の排気装置１
０２ のみで引き続き結晶成長室１０１ 内の真空排気
を続ける。
【００１２】尚、第２の排気装置１０３ は複数設けて
もよく、また使用する第２の排気装置１０３ の種類も
イオンポンプに限ることなくこの他のターボモレキュラ
ーポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプ、チタンサブ
リメーションポンプ等であってもよい。更にこれらの組
み合わせであってもよい。
もよく、また使用する第２の排気装置１０３ の種類も
イオンポンプに限ることなくこの他のターボモレキュラ
ーポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプ、チタンサブ
リメーションポンプ等であってもよい。更にこれらの組
み合わせであってもよい。
【００１３】従って、本発明の分子線結晶成長装置１０
８ によれば、ベーキング時に大量放出されるガスの排
気を第１の排気装置１０２ に代わって新たに設けられ
た第２の排気装置１０３ で行うので、ベーキングを行
なっている最中の第１の排気装置１０２ 自体に負担を
かけることがなくなる。しかも新たに設けられた第２の
排気装置１０３ を用いてベーキングを行っている第１
の排気装置１０２ 内の真空排気をも行うので、第１の
排気装置１０２ の能力を低下させることなく引き続き
結晶成長室１０１ 内の真空排気を行うことができ、従
って短時間で効率良く結晶成長室１０１ 内を高真空に
することができる。
８ によれば、ベーキング時に大量放出されるガスの排
気を第１の排気装置１０２ に代わって新たに設けられ
た第２の排気装置１０３ で行うので、ベーキングを行
なっている最中の第１の排気装置１０２ 自体に負担を
かけることがなくなる。しかも新たに設けられた第２の
排気装置１０３ を用いてベーキングを行っている第１
の排気装置１０２ 内の真空排気をも行うので、第１の
排気装置１０２ の能力を低下させることなく引き続き
結晶成長室１０１ 内の真空排気を行うことができ、従
って短時間で効率良く結晶成長室１０１ 内を高真空に
することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明の分子線結晶成長装置によれば、
ベーキングにより大量に放出されるガスの排気を第１の
排気装置で行こなわないので、ベーキング処理中の第１
の排気装置自体に負担をかけることがなくなる。また、
不純物が完全に除去された第１の排気装置を用いて結晶
成長室内の真空排気を行うことができるので、短時間で
効率良く結晶成長室内を高真空にすることが可能となる
。
ベーキングにより大量に放出されるガスの排気を第１の
排気装置で行こなわないので、ベーキング処理中の第１
の排気装置自体に負担をかけることがなくなる。また、
不純物が完全に除去された第１の排気装置を用いて結晶
成長室内の真空排気を行うことができるので、短時間で
効率良く結晶成長室内を高真空にすることが可能となる
。
【図１】本発明の一実施例を示す分子線結晶成長装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】従来の分子線結晶成長装置を示す概略図である
。
。
１０１，２０２ 結晶成長室
１０２，２０３ 第１の排気装置
１０３ 第２の排気装置
Claims (1)
- 【請求項１】 結晶成長室と、結晶成長時に前記結晶
成長室内を真空排気する第１の排気装置と、少なくとも
前記結晶成長室、および前記第１の排気装置のべーキン
グ時に前記結晶成長室、および前記第１の排気装置の真
空排気を行なう第２の排気装置とを備えてなることを特
徴とする分子線結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41152390A JPH04219391A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 分子線結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41152390A JPH04219391A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 分子線結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219391A true JPH04219391A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=18520521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41152390A Pending JPH04219391A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 分子線結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04219391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9266444B2 (en) | 2010-12-28 | 2016-02-23 | Sony Corporation | Lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle, and power storage system |
| US9812709B2 (en) | 2010-12-28 | 2017-11-07 | Sony Corporation | Lithium secondary battery, positive electrode active material, positive electrode, electric tool, electric vehicle, and power storage system |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP41152390A patent/JPH04219391A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9266444B2 (en) | 2010-12-28 | 2016-02-23 | Sony Corporation | Lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle, and power storage system |
| US9812709B2 (en) | 2010-12-28 | 2017-11-07 | Sony Corporation | Lithium secondary battery, positive electrode active material, positive electrode, electric tool, electric vehicle, and power storage system |
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