JPH0473285B2 - - Google Patents

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JPH0473285B2
JPH0473285B2 JP58047438A JP4743883A JPH0473285B2 JP H0473285 B2 JPH0473285 B2 JP H0473285B2 JP 58047438 A JP58047438 A JP 58047438A JP 4743883 A JP4743883 A JP 4743883A JP H0473285 B2 JPH0473285 B2 JP H0473285B2
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JP
Japan
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raw material
molecular beam
crucible
beam generator
growth
Prior art date
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Application number
JP58047438A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59172715A (ja
Inventor
Toshio Baba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP4743883A priority Critical patent/JPS59172715A/ja
Publication of JPS59172715A publication Critical patent/JPS59172715A/ja
Publication of JPH0473285B2 publication Critical patent/JPH0473285B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分子の大きな塊を含まずに安定で均一
は分子線を供給できる分子線発生装置に関するも
のである。
分子線エピタキシーによる結晶成長方法は、急
な組成制御および不純物のドーピング制御が可能
であり、またÅ単位での成長膜厚制御ができるこ
とから、各種化合物半導体の結晶成長に適用され
てきており、その成長技術も年々向上している。
しかし、GaAs等の成長で見られるように成長膜
上にはスピツテイングおよび卵型欠陥が存在し、
これらはデバイスを作る上で問題である。これら
のスピツテイングおよび卵型欠陥の原因は、分子
線源から飛んでくるガリウムの大きな塊やガリウ
ム（Ga）の酸化物にあると考えられている。し
たがつて、分子線エピタキシーでスピツテイング
および卵型欠陥のない良質の膜を得るためには、
成長原料の大きな塊およびその酸化物が飛ばない
構造を持つ分子線発生装置が必要である。
第１図は従来の分子線発生装置の概略断面図を
示す。図において、１は液化している分子線の原
料、２は原料１を入れておくルツボ、３はルツボ
２および原料１を加熱するためルツボ２の回りに
設けられた抵抗加熱ヒータである。
液化している原料１にGaを用いた場合の分子
線発生装置により分子線の発生機構を説明する。
まず、ヒータ３を加熱すると、まずルツボ２の側
面が熱せられ、つづいてルツボ２の側面に接して
いるGaが熱伝導により熱せられる。さらに、Ga
中の熱伝導および対流によりGa全体が加熱され
る。Gaの液面ではその温度に対応する蒸気圧を
持つた気化したGaの 囲気が形成され、それが
分子線となつてルツボ２の外部に飛び出す。
しかし、この分子線発生装置では、次のような
現象が生じているため、均一で安定な分子線を得
ることは困難である。すなわち、液化している
Ga内部の温度は均一ではなく、Ga表面よりもル
ツボに接している部分の温度が高くなつているた
め、ルツボ壁面においてGa中に含まれている揮
発性の不純物やGaの部分的気化によつて小さな
泡が発生している。これらの泡はGa液表面に向
つて移動し、一部は途中で消滅し、一部は表面ま
で達してはじけて消滅する。この時、そのはじけ
る勢いによつてGa液面からはGaの大きい塊やGa
液表面に形成されている酸化物等が飛び出す。ま
た、ルツボ２の先端に付着し冷えたGaの粒がル
ツボ内に落下し、同様な現象を引起こす。したが
つて、従来の分子線発生装置においては、スピツ
テイングおよび卵型欠陥のない結晶を成長させる
のは非常に困難であつた。
本発明の目的は、スピツテイングおよび卵型欠
陥の原因となる成長原材料の大きな塊およびその
酸化物が成長中に飛び出さないようにした分子線
発生装置を提供することにある。
本発明の分子線発生装置の構成は、少なくと
も、分子線供給用の原料を入れるルツボと、原料
表面より上側に設けられた抵抗加熱ヒーターを有
し、原料の上方よりこの原料表面を加熱すること
を特徴とする。
本願発明では、液化した原料中における対流を
抑制し、突沸などによる原料の大きな塊の飛散を
抑制することができ、その結果分子線強度が安定
化し結晶成長における表面欠陥を大幅に減少させ
ることができる。抵抗加熱用ヒーターはレーザな
どに比べエネルギー集中が少なく、ヒーターで原
料の表面側から加熱する事により原料の表面温度
が内部温度より高くなり対流が起こらなくなり、
その結果突沸もなくなる。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第２図は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。図において第１図と同じ番号のものは第１図
と同一構成物である。また、４は原料１の上部の
ルツボ２の回りに設けられた抵抗加熱ヒータであ
る。ここで原料１より上側のルツボ２の形状は、
そこからの原料１表面への熱放射を効果的に行な
うため、先細りにすることが望ましい。なお、ル
ツボ２の材料としては汚染の少ない熱分解窒化ホ
ウ素（PBN）を用い、ヒータ４には不純物ガス
の放出の少ないタンタル線等を用いることが望ま
しい。
この実施例の分子線発生について原料１をGa
として説明する。ヒータ４はこれに接しているル
ツボ４の壁を加熱し、この壁より放射される熱線
がGa液表面を加熱する。加熱されたGa液表面で
はその表面温度に対応する蒸気圧を持つた気化し
たGaの雰囲気が形成され、それが分子線となつ
て分子線発生装置外部に飛び出す。ここで、Ga
液内部は表面よりも温度が低くなつているので、
Ga内部で泡が発生することはほとんどない。ま
た、ルツボ２の上部の温度は非常に高いため、そ
こへのGaの付着はない。したがつて、Ga表面で
突発的にGaの塊や酸化物が飛び出したりするこ
とはなく、スピツテイングおよび卵型欠陥のない
結晶の成長が可能となる。
なお、これまでは原料として液化するものにつ
いて説明したが、固体のままの原料も使用できる
ことは明らかである。また、原料表面の加熱とは
別に、原料全体をある程度の温度まで加熱してお
く予備加熱機構があつても良い。さらに、本発明
による分子線発生装置は垂直に設置するだけでは
く、斜めに設置しても良い。ただし、この場合は
原料がこぼれないようにルツボの形状および加熱
源の位置を変える必要がある場合もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の分子線発生装置の断面図、第２
図は本発明の実施例の断面図である。図において １…液化している分子線の原料、２…ルツボ、
３，４…抵抗加熱ヒータ、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 少なくとも分子線供給用の原料を入れるルツ
    ボと、原料表面より上側に設けられた抵抗加熱ヒ
    ーターを有し、原料の上方よりこの原料表面を加
    熱することを特徴とする分子線発生装置。
JP4743883A 1983-03-22 1983-03-22 分子線発生装置 Granted JPS59172715A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4743883A JPS59172715A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 分子線発生装置

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JP4743883A JPS59172715A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 分子線発生装置

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Publication Number Publication Date
JPS59172715A JPS59172715A (ja) 1984-09-29
JPH0473285B2 true JPH0473285B2 (ja) 1992-11-20

Family

ID=12775152

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JP4743883A Granted JPS59172715A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 分子線発生装置

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61155376U (ja) * 1985-03-14 1986-09-26
JPH04352319A (ja) * 1991-05-29 1992-12-07 Nissin Electric Co Ltd 分子線セル
JP2008247673A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Rohm Co Ltd 材料供給装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51144400A (en) * 1975-06-09 1976-12-11 Hitachi Ltd Process for production of thin film silicon nitride
JPS5711899A (en) * 1980-06-24 1982-01-21 Fujitsu Ltd Molecular beam epitaxial growth
JPS59126624A (ja) * 1983-01-10 1984-07-21 Nippon Denso Co Ltd 半導体薄膜の形成装置

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JPS59172715A (ja) 1984-09-29

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