JPH04274316A - 分子線エピタキシー用セル - Google Patents
分子線エピタキシー用セルInfo
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- JPH04274316A JPH04274316A JP5963191A JP5963191A JPH04274316A JP H04274316 A JPH04274316 A JP H04274316A JP 5963191 A JP5963191 A JP 5963191A JP 5963191 A JP5963191 A JP 5963191A JP H04274316 A JPH04274316 A JP H04274316A
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- crucible
- cell
- molecular beam
- beam epitaxy
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- Pending
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 14
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスに用
いられるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体の結晶成長に用い
られる分子線エピタキシー用セルに関するものである。
いられるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体の結晶成長に用い
られる分子線エピタキシー用セルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、分子線エピタキシー法による結晶
成長においてはＰＢＮ（Ｐｙｒｏｒｉｔｉｃ Ｂｏｒｏ
ｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ） 等で作られたそれぞれのるつぼ
の中に、例えばＧａあるいはＡｌ等のＩＩＩ 族元素と
Ａｓ等のＶ族元素を入れ、超高真空中でそれぞれのるつ
ぼを適当な温度に制御し、各成長成分（蒸発源）の比率
を一定に保ちつつ蒸発させることにより、基板上に所定
の結晶をエピタキシャル成長させることが一般に行なわ
れている。
成長においてはＰＢＮ（Ｐｙｒｏｒｉｔｉｃ Ｂｏｒｏ
ｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ） 等で作られたそれぞれのるつぼ
の中に、例えばＧａあるいはＡｌ等のＩＩＩ 族元素と
Ａｓ等のＶ族元素を入れ、超高真空中でそれぞれのるつ
ぼを適当な温度に制御し、各成長成分（蒸発源）の比率
を一定に保ちつつ蒸発させることにより、基板上に所定
の結晶をエピタキシャル成長させることが一般に行なわ
れている。
【０００３】図２は従来のＧａＡｓの結晶成長に用いら
れるＧａ用セル構造の概略構成図であり、ここではＩＩ
Ｉ −Ｖ族化合物半導体としてＧａＡｓ結晶を成長する
場合のＧａ用セルを例にとって示している。この図にお
いて、２０はＧａ用セルで、このＧａ用セル２０は、タ
ンタルで２重構造に形成され、その間にタンタル板を入
れた放熱防止筒１の中にＰＢＮ等で作られたるつぼ２が
設置されている。このるつぼ２はタンタルで作られたキ
ャップ７で放熱防止筒１の上部開口部に押え付けられ保
持されている。るつぼ２の中には材料源（蒸発源）であ
るＧａ３が収納されている。るつぼ２は加熱用ヒータ４
で加熱され、熱電対５により温度を検出し、所定の温度
に調節される。他の蒸発源、例えばＡｓ等の必要な材料
源も同様に構成されたセルにより所定の条件に設定され
ており、成長すべき基板その他の条件を設定した後、Ｇ
ａ用セル等、各セルのシャッタ６を開けると、Ｇａ３等
が蒸発する。かくして基板（図示せず）上にＧａＡｓの
結晶が成長する。
れるＧａ用セル構造の概略構成図であり、ここではＩＩ
Ｉ −Ｖ族化合物半導体としてＧａＡｓ結晶を成長する
場合のＧａ用セルを例にとって示している。この図にお
いて、２０はＧａ用セルで、このＧａ用セル２０は、タ
ンタルで２重構造に形成され、その間にタンタル板を入
れた放熱防止筒１の中にＰＢＮ等で作られたるつぼ２が
設置されている。このるつぼ２はタンタルで作られたキ
ャップ７で放熱防止筒１の上部開口部に押え付けられ保
持されている。るつぼ２の中には材料源（蒸発源）であ
るＧａ３が収納されている。るつぼ２は加熱用ヒータ４
で加熱され、熱電対５により温度を検出し、所定の温度
に調節される。他の蒸発源、例えばＡｓ等の必要な材料
源も同様に構成されたセルにより所定の条件に設定され
ており、成長すべき基板その他の条件を設定した後、Ｇ
ａ用セル等、各セルのシャッタ６を開けると、Ｇａ３等
が蒸発する。かくして基板（図示せず）上にＧａＡｓの
結晶が成長する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＧａ用セル２０
は以上のように構成されており、このような構成のＧａ
用セル２０を用いて結晶成長させる時、るつぼ２中のＧ
ａ３を消費しながら結晶成長を行なうので、成長回数を
増すとＧａが減少し、成長速度が遅くなったり、結晶組
成が変化したりする。この結晶性の変化を防ぐためにる
つぼ２の容量を大きくしてＧａ３を多く入れられるよう
にした場合、Ｇａ３の液面全体において温度分布が生じ
たり、るつぼ３の先端開口部の温度が他の部分より低く
なり、蒸発したＧａの一部がるつぼ３の先端開口部付近
にＧａの液滴８となって付着する。このＧａの液滴８は
再蒸発した場合、結晶成長中に基板に付着しオーバルデ
ィフェクトと呼ばれる分子線エピタキシー特有の欠陥が
生じる原因ともなっている。
は以上のように構成されており、このような構成のＧａ
用セル２０を用いて結晶成長させる時、るつぼ２中のＧ
ａ３を消費しながら結晶成長を行なうので、成長回数を
増すとＧａが減少し、成長速度が遅くなったり、結晶組
成が変化したりする。この結晶性の変化を防ぐためにる
つぼ２の容量を大きくしてＧａ３を多く入れられるよう
にした場合、Ｇａ３の液面全体において温度分布が生じ
たり、るつぼ３の先端開口部の温度が他の部分より低く
なり、蒸発したＧａの一部がるつぼ３の先端開口部付近
にＧａの液滴８となって付着する。このＧａの液滴８は
再蒸発した場合、結晶成長中に基板に付着しオーバルデ
ィフェクトと呼ばれる分子線エピタキシー特有の欠陥が
生じる原因ともなっている。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、るつぼの先端開口部への蒸発
源の液滴の付着を少なくでき、特性のすぐれた結晶成長
層を再現性よく得ることができる分子線エピタキシー用
セルを得ることを目的とする。
るためになされたもので、るつぼの先端開口部への蒸発
源の液滴の付着を少なくでき、特性のすぐれた結晶成長
層を再現性よく得ることができる分子線エピタキシー用
セルを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る分子線エ
ピタキシー用セルは、るつぼの先端開口部付近の直径を
他の部分よりも小さくし、かつ、当該部分のヒータの巻
き径を小さくするようにしたものである。
ピタキシー用セルは、るつぼの先端開口部付近の直径を
他の部分よりも小さくし、かつ、当該部分のヒータの巻
き径を小さくするようにしたものである。
【０００７】
【作用】この発明においては、るつぼの先端開口部付近
のみその直径を小さくすることにより、るつぼに入れる
Ｇａ量を多くすることができるので、Ｇａ液滴の変化を
少なくすることができる。また、るつぼ先端開口部付近
の直径を小さくし、かつ当該部分のヒータの巻き径を小
さくすることにより、るつぼ先端開口部付近の温度分布
を少なくし、かつ当該部分の温度を他の部分より高くす
ることができるので、蒸発したＧａがるつぼ先端開口部
付近に液滴となって付着，再蒸発をし、オーバルディフ
ェクトと呼ばれる欠陥が発生するのを抑えることができ
、結晶性の良いエピタキシャル成長層を得ることができ
る。
のみその直径を小さくすることにより、るつぼに入れる
Ｇａ量を多くすることができるので、Ｇａ液滴の変化を
少なくすることができる。また、るつぼ先端開口部付近
の直径を小さくし、かつ当該部分のヒータの巻き径を小
さくすることにより、るつぼ先端開口部付近の温度分布
を少なくし、かつ当該部分の温度を他の部分より高くす
ることができるので、蒸発したＧａがるつぼ先端開口部
付近に液滴となって付着，再蒸発をし、オーバルディフ
ェクトと呼ばれる欠陥が発生するのを抑えることができ
、結晶性の良いエピタキシャル成長層を得ることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による分子線エピタキシ
ー用セルを示す概略構成図である。図１において、図２
と同一符号は同一のものを示す。９はるつぼ２の先端開
口部の口径を調節するための口径調節用キャップである
。るつぼ２はその直径が約１０ｃｍ程度の円筒状に形成
され、その上に先端開口部の口径調節用のキャップ９が
はめ合わされる。この時、先端開口部の直径はおよそ３
ｃｍである。なお、Ａｓ等の他のセルも先端開口部とそ
れ以外の部分の直径比はこのＧａセルの場合と同様であ
る。当該るつぼを加熱する加熱用ヒータ４はるつぼの直
径よりおよそ１ｃｍ以内の間隔をあけて円状にるつぼの
周囲に巻かれるように構成されている。これにより、こ
の実施例の分子線エピタキシー用セル１０が構成される
。
る。図１はこの発明の一実施例による分子線エピタキシ
ー用セルを示す概略構成図である。図１において、図２
と同一符号は同一のものを示す。９はるつぼ２の先端開
口部の口径を調節するための口径調節用キャップである
。るつぼ２はその直径が約１０ｃｍ程度の円筒状に形成
され、その上に先端開口部の口径調節用のキャップ９が
はめ合わされる。この時、先端開口部の直径はおよそ３
ｃｍである。なお、Ａｓ等の他のセルも先端開口部とそ
れ以外の部分の直径比はこのＧａセルの場合と同様であ
る。当該るつぼを加熱する加熱用ヒータ４はるつぼの直
径よりおよそ１ｃｍ以内の間隔をあけて円状にるつぼの
周囲に巻かれるように構成されている。これにより、こ
の実施例の分子線エピタキシー用セル１０が構成される
。
【０００９】次にその動作について説明すると、ＰＢＮ
などで作られたるつぼ２と開口部の口径調整用キャップ
９は一体化され、加熱用ヒータ４及び熱電対５と共に放
熱防止用筒１中に設置されキャップ７により固定される
。また、材料源であるＧａ３もるつぼ２中に収容される
。このるつぼ２は加熱用ヒータ４で加熱され、熱電対５
でその温度を検出し、所定の温度に調節される。この時
るつぼ２の温度は約１０００°Ｃ であり、上述のよう
にるつぼの出口開口部付近の直径が他の部分よりも小さ
く、かつ当該部分のヒータの巻き径が小さいため、先端
開口部の口径調整用キャップ９の先端部分はおよそ３０
°Ｃ ないし５０°Ｃ 高くなる。このため、蒸発した
Ｇａがるつぼ先端開口部付近に液滴となって付着するの
を防止でき、オーバルディフェクトが発生するのを防止
できる。Ｇａ以外の材料源であるＡｓその他の材料源も
同様に調節され、成長すべき基板（図示せず）を所定の
温度に調節され、その他の条件が整った後シャッタ６を
開き成長が開始される。
などで作られたるつぼ２と開口部の口径調整用キャップ
９は一体化され、加熱用ヒータ４及び熱電対５と共に放
熱防止用筒１中に設置されキャップ７により固定される
。また、材料源であるＧａ３もるつぼ２中に収容される
。このるつぼ２は加熱用ヒータ４で加熱され、熱電対５
でその温度を検出し、所定の温度に調節される。この時
るつぼ２の温度は約１０００°Ｃ であり、上述のよう
にるつぼの出口開口部付近の直径が他の部分よりも小さ
く、かつ当該部分のヒータの巻き径が小さいため、先端
開口部の口径調整用キャップ９の先端部分はおよそ３０
°Ｃ ないし５０°Ｃ 高くなる。このため、蒸発した
Ｇａがるつぼ先端開口部付近に液滴となって付着するの
を防止でき、オーバルディフェクトが発生するのを防止
できる。Ｇａ以外の材料源であるＡｓその他の材料源も
同様に調節され、成長すべき基板（図示せず）を所定の
温度に調節され、その他の条件が整った後シャッタ６を
開き成長が開始される。
【００１０】なお、図１に示す実施例ではるつぼ２と口
径調整用キャップ９は２分割で構成されていたが、当該
２つの部品を一体化したり、あるいはそれ以上に分割し
た部品を組合せて形成することも可能であり、加熱用ヒ
ータ４も場合によっては複数個のヒータを用いて温度調
節を行なってもよく、上記実施例と同様の効果が得られ
る。
径調整用キャップ９は２分割で構成されていたが、当該
２つの部品を一体化したり、あるいはそれ以上に分割し
た部品を組合せて形成することも可能であり、加熱用ヒ
ータ４も場合によっては複数個のヒータを用いて温度調
節を行なってもよく、上記実施例と同様の効果が得られ
る。
【００１１】また、ＧａＡｓ以外のＩＩＩ −Ｖ族化合
物半導体の結晶成長にも用いることができ、上記実施例
と同様の効果を奏する。
物半導体の結晶成長にも用いることができ、上記実施例
と同様の効果を奏する。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る分子線エ
ピタキシー用セルによれば、るつぼの出口開口部付近の
直径を他の部分よりも小さくし、かつ当該部分のヒータ
の巻き径を小さくするようにしたので、るつぼの内容積
を大きくでき、蒸発源の充填量を増やすことができるの
で、安定したエピタキシャル成長層を再現性よく得るこ
とができる。また、上端開口部の温度を高くすることが
できるので、るつぼ上端開口部に蒸発源の液滴の付着が
なくなる。従って、当該蒸発源の再蒸発がなくなり、不
純物の混入を防ぐことができ、結晶性の向上が図れる効
果がある。
ピタキシー用セルによれば、るつぼの出口開口部付近の
直径を他の部分よりも小さくし、かつ当該部分のヒータ
の巻き径を小さくするようにしたので、るつぼの内容積
を大きくでき、蒸発源の充填量を増やすことができるの
で、安定したエピタキシャル成長層を再現性よく得るこ
とができる。また、上端開口部の温度を高くすることが
できるので、るつぼ上端開口部に蒸発源の液滴の付着が
なくなる。従って、当該蒸発源の再蒸発がなくなり、不
純物の混入を防ぐことができ、結晶性の向上が図れる効
果がある。
【図１】この発明の一実施例によるＧａ用セルの概略構
成図である。
成図である。
【図２】従来のＧａ用セルの概略構成図である。
１ 放熱防止用筒
２ るつぼ
３ Ｇａ
４ 加熱用ヒータ
５ 熱電対
６ シャッタ
７ キャップ
８ Ｇａ液滴
９ 口径調節用キャップ
１０ Ｇａセル
２０ 従来のＧａセル
Claims (1)
- 【請求項１】 るつぼの中に蒸発源を収容し、前記る
つぼを加熱して前記蒸発源を蒸発させ、基板上に所望の
化合物半導体の結晶成長を行なうための分子線エピタキ
シー用セルにおいて、るつぼの出口開口部付近の直径を
他の部分よりも小さくし、かつ当該部分のヒータの巻き
径を小さくしたことを特徴とする分子線エピタキシー用
セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5963191A JPH04274316A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分子線エピタキシー用セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5963191A JPH04274316A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分子線エピタキシー用セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04274316A true JPH04274316A (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=13118776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5963191A Pending JPH04274316A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分子線エピタキシー用セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04274316A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475278B2 (en) | 2000-02-02 | 2002-11-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Molecular beam source and molecular beam epitaxy apparatus |
| JP2008261052A (ja) * | 1996-08-29 | 2008-10-30 | Veeco Compound Semiconductor Inc | 単一坩堝とかかる坩堝を利用した流出（エフュージョン）源 |
| JP2011079736A (ja) * | 1995-05-03 | 2011-04-21 | Veeco Compound Semiconductor Inc | 単体るつぼ |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP5963191A patent/JPH04274316A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011079736A (ja) * | 1995-05-03 | 2011-04-21 | Veeco Compound Semiconductor Inc | 単体るつぼ |
| JP2008261052A (ja) * | 1996-08-29 | 2008-10-30 | Veeco Compound Semiconductor Inc | 単一坩堝とかかる坩堝を利用した流出（エフュージョン）源 |
| JP2011089206A (ja) * | 1996-08-29 | 2011-05-06 | Veeco Compound Semiconductor Inc | 単一坩堝とかかる坩堝を利用した流出（エフュージョン）源 |
| JP4713612B2 (ja) * | 1996-08-29 | 2011-06-29 | ビーコ コンパウンド セミコンダクター インコーポレイテッド | 単一坩堝とかかる坩堝を利用した流出（エフュージョン）源 |
| US6475278B2 (en) | 2000-02-02 | 2002-11-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Molecular beam source and molecular beam epitaxy apparatus |
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