JPH0544020A - 分子線セル - Google Patents
分子線セルInfo
- Publication number
- JPH0544020A JPH0544020A JP22503191A JP22503191A JPH0544020A JP H0544020 A JPH0544020 A JP H0544020A JP 22503191 A JP22503191 A JP 22503191A JP 22503191 A JP22503191 A JP 22503191A JP H0544020 A JPH0544020 A JP H0544020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- molecular beam
- heater
- wall
- beam cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＢＥ装置に用いられる分子線セルにおい
て、ヒーターを巻回したルツボ上部の、ヒーターの形状
に対応する温度分布を極力軽減化することにより、ルツ
ボの内壁にＧａ付着させず、成長した膜の欠陥を回避す
る。 【構成】 基部はＰＢＮによってルツボの上部内壁１ａ
とそのつばの上面１ｂによって形成される。基部の上部
外面に、ルツボ１の全長の略１／３の長さになるよう
に、かつ、つばの下面に及ぶようにグラファイト１ｃが
コーティングされる。さらに基部のコーティングしたグ
ラファイト１ｃを含む外面全体にＰＢＮをコータィング
して構成される。図示しない発熱体、例えば、トップヒ
ートヒーターの形状に関係なく、ルツボの上部の内壁部
の熱伝導性が良好となり、温度分布は均一となり、Ｇａ
の付着は発生しない。
て、ヒーターを巻回したルツボ上部の、ヒーターの形状
に対応する温度分布を極力軽減化することにより、ルツ
ボの内壁にＧａ付着させず、成長した膜の欠陥を回避す
る。 【構成】 基部はＰＢＮによってルツボの上部内壁１ａ
とそのつばの上面１ｂによって形成される。基部の上部
外面に、ルツボ１の全長の略１／３の長さになるよう
に、かつ、つばの下面に及ぶようにグラファイト１ｃが
コーティングされる。さらに基部のコーティングしたグ
ラファイト１ｃを含む外面全体にＰＢＮをコータィング
して構成される。図示しない発熱体、例えば、トップヒ
ートヒーターの形状に関係なく、ルツボの上部の内壁部
の熱伝導性が良好となり、温度分布は均一となり、Ｇａ
の付着は発生しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分子線エピタキシー（Ｍ
ＢＥ）に用いられる分子線セルに関する。
ＢＥ）に用いられる分子線セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＢＥ装置は超高真空蒸着法の一種で、
ぼぼ方向の揃った蒸気（分子）の流れを基板に当てて薄
膜結晶を成長させる装置であることは良く知られてい
る。このＭＢＥ装置でＧａを分子線セルで蒸発させる場
合、従来の分子線セルではＧａのドロップレットがルツ
ボ上部の温度の低い部分に発生し、Ｇａ2 Ｏが温度の低
い部分に凝縮してそれが基板に飛来していた。飛来した
Ｇａ2 Ｏが成長する膜の欠陥の核になると一般に言われ
てきた。そこで、これを解決するためにトップヒート分
子線セルが用いられた。図４は従来のトップヒート分子
線セルの構造を説明するための概略断面図である。つば
１３ａを有するルツボ１３はＰＢＮ（パイロリティック
ボロンナイトライド）によって構成されており、その
上部（開口部からルツボ全長の１／３までのところ）外
面にヒーター１２が配設されている。これは図６に示す
ようにルツボ上部の温度が低くなることを防ぐためであ
る。ＰＢＮはヒーターの絶縁石として使用されるもの
で、他の絶縁石に比較して高温でガス放出が少ないとい
う特長を有しているので、ＭＢＥで加熱される部分は一
般にこれが用いられている。ヒーターの外側にはルツボ
の温度を管理するために熱電対１４が設けられており、
さらにその周囲には放射熱を逃げにくくするためにリフ
レクター１１が設けられている。ルツボ１３の開口部の
上部に設けられているシャッター１５はルツボ１３から
蒸発する分子線が基板に達しないようにするために遮蔽
するためのものである。ルツボ１３内には溶融したＧａ
が入っている。ルツボ１３の上部をヒーター１２によっ
て１０００℃以上に加熱することによってＧａ2 Ｏを凝
縮させないでＧａとＯ2 に分解させるように構成した。
ぼぼ方向の揃った蒸気（分子）の流れを基板に当てて薄
膜結晶を成長させる装置であることは良く知られてい
る。このＭＢＥ装置でＧａを分子線セルで蒸発させる場
合、従来の分子線セルではＧａのドロップレットがルツ
ボ上部の温度の低い部分に発生し、Ｇａ2 Ｏが温度の低
い部分に凝縮してそれが基板に飛来していた。飛来した
Ｇａ2 Ｏが成長する膜の欠陥の核になると一般に言われ
てきた。そこで、これを解決するためにトップヒート分
子線セルが用いられた。図４は従来のトップヒート分子
線セルの構造を説明するための概略断面図である。つば
１３ａを有するルツボ１３はＰＢＮ（パイロリティック
ボロンナイトライド）によって構成されており、その
上部（開口部からルツボ全長の１／３までのところ）外
面にヒーター１２が配設されている。これは図６に示す
ようにルツボ上部の温度が低くなることを防ぐためであ
る。ＰＢＮはヒーターの絶縁石として使用されるもの
で、他の絶縁石に比較して高温でガス放出が少ないとい
う特長を有しているので、ＭＢＥで加熱される部分は一
般にこれが用いられている。ヒーターの外側にはルツボ
の温度を管理するために熱電対１４が設けられており、
さらにその周囲には放射熱を逃げにくくするためにリフ
レクター１１が設けられている。ルツボ１３の開口部の
上部に設けられているシャッター１５はルツボ１３から
蒸発する分子線が基板に達しないようにするために遮蔽
するためのものである。ルツボ１３内には溶融したＧａ
が入っている。ルツボ１３の上部をヒーター１２によっ
て１０００℃以上に加熱することによってＧａ2 Ｏを凝
縮させないでＧａとＯ2 に分解させるように構成した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のトップヒート分子線セルにおいては、ヒーターの形
状に起因する温度分布が生じ、ヒーターが巻かれている
範囲内においても、その中でヒーターの巻いている部分
と巻いていない部分で温度が高い部分と低い部分が生
じ、なおルツボ内壁にＧａドロップレットが付着する原
因が発生していた。図５は図４のルツボの上部に配置さ
れたヒーターの構造およびＧａドロップレットの付着の
状況を示す図である。図５からわかるようにヒーター１
２はルツボ形状に対応してヒーター線を巻いて設けられ
ている。そのためにヒーター線間にもどうしても不均一
な温度部分が発生してしまい、ヒーター線１２ａ，１２
ｂ，１２ｃおよび１２ｄのそれぞれの間に対応するルツ
ボの内壁部分の温度分布が均一とならず、依然としてＧ
ａドロップレットが内壁に目視においても数１０から数
１００個付着し、それが基板に飛来し成長した膜の欠陥
の原因になっていた。平均的に、２０〜３０個／cm2 の
欠陥が存在していた。これは、この基板を用いて素子を
製作する場合に、素子の集積化を行うに当たって不良率
増加の最大の原因であった。本発明の目的は、ヒーター
を巻回したルツボ上部の、ヒーターの形状に対応する温
度分布を極力軽減した構造の分子線セルを提供すること
にある。
造のトップヒート分子線セルにおいては、ヒーターの形
状に起因する温度分布が生じ、ヒーターが巻かれている
範囲内においても、その中でヒーターの巻いている部分
と巻いていない部分で温度が高い部分と低い部分が生
じ、なおルツボ内壁にＧａドロップレットが付着する原
因が発生していた。図５は図４のルツボの上部に配置さ
れたヒーターの構造およびＧａドロップレットの付着の
状況を示す図である。図５からわかるようにヒーター１
２はルツボ形状に対応してヒーター線を巻いて設けられ
ている。そのためにヒーター線間にもどうしても不均一
な温度部分が発生してしまい、ヒーター線１２ａ，１２
ｂ，１２ｃおよび１２ｄのそれぞれの間に対応するルツ
ボの内壁部分の温度分布が均一とならず、依然としてＧ
ａドロップレットが内壁に目視においても数１０から数
１００個付着し、それが基板に飛来し成長した膜の欠陥
の原因になっていた。平均的に、２０〜３０個／cm2 の
欠陥が存在していた。これは、この基板を用いて素子を
製作する場合に、素子の集積化を行うに当たって不良率
増加の最大の原因であった。本発明の目的は、ヒーター
を巻回したルツボ上部の、ヒーターの形状に対応する温
度分布を極力軽減した構造の分子線セルを提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による分子線セルはルツボの全体をＰＢＮで形
成し、つばの部分を含んで、かつ開口部より長さ１／３
の範囲の部分にグラファイトコーティングを行い、前記
グラファイトをコーティングした部分を含む外面全体に
ＰＢＮをコーティングしてなるルツボと、前記ルツボ内
の試料を溶融する発熱体より構成されている。
に本発明による分子線セルはルツボの全体をＰＢＮで形
成し、つばの部分を含んで、かつ開口部より長さ１／３
の範囲の部分にグラファイトコーティングを行い、前記
グラファイトをコーティングした部分を含む外面全体に
ＰＢＮをコーティングしてなるルツボと、前記ルツボ内
の試料を溶融する発熱体より構成されている。
【０００５】
【作用】このような構成によれば、発熱体たとえばヒー
ターが発生する熱は、熱伝導の良いグラファイトを加熱
するためにセルの上部の温度が低くならず、しかも、早
く温度が上がる。そこで、ルツボ上部の内壁の温度分布
は均一となり、しかもヒーターの形状に起因するルツボ
上部での温度分布がなくなる。
ターが発生する熱は、熱伝導の良いグラファイトを加熱
するためにセルの上部の温度が低くならず、しかも、早
く温度が上がる。そこで、ルツボ上部の内壁の温度分布
は均一となり、しかもヒーターの形状に起因するルツボ
上部での温度分布がなくなる。
【０００６】
【実施例】以下、図面等を参照して本発明をさらに詳し
く説明する。図１は本発明による分子線セルのルツボの
実施例を示す断面図である。内壁１ａおよびつばの上面
１ｂを形成する基部がＰＢＮで形成されている。ついで
基部の上部外面およびつばの下面にグラファイト１ｃが
コーティングされる。ルツボ１の基部の上部外面にコー
ティングされる範囲はルツボ１の長さの１／３以下であ
る。さらにグラファイト１ｃがコーティングされたルツ
ボ１の基部の外面全体およびつばの下面にＰＢＮがコー
ティングされて外壁１ｄが形成される。
く説明する。図１は本発明による分子線セルのルツボの
実施例を示す断面図である。内壁１ａおよびつばの上面
１ｂを形成する基部がＰＢＮで形成されている。ついで
基部の上部外面およびつばの下面にグラファイト１ｃが
コーティングされる。ルツボ１の基部の上部外面にコー
ティングされる範囲はルツボ１の長さの１／３以下であ
る。さらにグラファイト１ｃがコーティングされたルツ
ボ１の基部の外面全体およびつばの下面にＰＢＮがコー
ティングされて外壁１ｄが形成される。
【０００７】図２は本発明による分子線セルの実施例を
示す図である。図１のルツボ１の上部外面に発熱体とし
てヒーター２が巻かれている。その外側に熱電対４が配
置され、さらにその周りにリフレクター３が設けられて
いる。ヒーター２に通電して図示しない試料を入れたル
ツボ１を加熱し熱電対４で温度管理を行って試料を蒸発
または昇華させる。ヒーター２の熱は熱伝導性のよいグ
ラファイト１ｃがコーティングされているために、ルツ
ボ１に均一にしかも速く熱伝導する。このためヒーター
が巻かれた部分のルツボ１の内壁の温度はヒーターの形
状に起因する温度分布が生じず、均一となる。
示す図である。図１のルツボ１の上部外面に発熱体とし
てヒーター２が巻かれている。その外側に熱電対４が配
置され、さらにその周りにリフレクター３が設けられて
いる。ヒーター２に通電して図示しない試料を入れたル
ツボ１を加熱し熱電対４で温度管理を行って試料を蒸発
または昇華させる。ヒーター２の熱は熱伝導性のよいグ
ラファイト１ｃがコーティングされているために、ルツ
ボ１に均一にしかも速く熱伝導する。このためヒーター
が巻かれた部分のルツボ１の内壁の温度はヒーターの形
状に起因する温度分布が生じず、均一となる。
【０００８】図３は本発明による分子線セルの他の実施
例を示す図である。図２と異なるのはヒーター６がルツ
ボ１の上部だけでなく、つばの下面まで設けられている
点である。他の構成は図２と同じである。このような構
成にすれば、つばの部分を含むルツボ上部全体の内壁の
温度分布がヒーターの形状によらず図２と同様に、均一
となり、Ｇａドロップレットは観察されない。
例を示す図である。図２と異なるのはヒーター６がルツ
ボ１の上部だけでなく、つばの下面まで設けられている
点である。他の構成は図２と同じである。このような構
成にすれば、つばの部分を含むルツボ上部全体の内壁の
温度分布がヒーターの形状によらず図２と同様に、均一
となり、Ｇａドロップレットは観察されない。
【０００９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による分子
線セルはＰＢＮ製のルツボ上部壁の内部に、その全長の
ルツボのつばおよび開口部より始まって１／３以下の長
さになるように、かつ、つばの部分に及ぶようにグラフ
ァイトを設けて構成してあるので、ルツボ上部に近接し
て配置される発熱体、例えばトップヒートヒーターの形
状に起因する温度分布をなくしてＧａのドロップレット
の発生を目視では完全におさえることができる。したが
って、ＭＢＥ装置において本発明による分子線セルのル
ツボを用いれば、欠陥密度が１〜１０個／cm2 の表面欠
陥の少ない良好な膜質の膜を成長させることができる。
この結果、高周波素子の集積化（ＩＣ化）が可能とな
り、半導体素子の性能向上に著しい寄与がある。
線セルはＰＢＮ製のルツボ上部壁の内部に、その全長の
ルツボのつばおよび開口部より始まって１／３以下の長
さになるように、かつ、つばの部分に及ぶようにグラフ
ァイトを設けて構成してあるので、ルツボ上部に近接し
て配置される発熱体、例えばトップヒートヒーターの形
状に起因する温度分布をなくしてＧａのドロップレット
の発生を目視では完全におさえることができる。したが
って、ＭＢＥ装置において本発明による分子線セルのル
ツボを用いれば、欠陥密度が１〜１０個／cm2 の表面欠
陥の少ない良好な膜質の膜を成長させることができる。
この結果、高周波素子の集積化（ＩＣ化）が可能とな
り、半導体素子の性能向上に著しい寄与がある。
【図１】本発明による分子線セルのルツボの実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明による分子線セルの第１の実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明による分子線セルの第２の実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】従来のトップヒート分子線セルの構造を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図５】図４のルツボに巻かれたヒーターの構造および
Ｇａのドロップレットの付着を説明するための図であ
る。
Ｇａのドロップレットの付着を説明するための図であ
る。
【図６】ヒーターの巻き方（位置）とルツボの温度分布
の関係を説明するための図である。
の関係を説明するための図である。
１，１３…ルツボ ２，６，１２…ヒーター ３，１１…リフレクター ４，１４…熱電対 ５，１５…シャッター １６…試料（Ｇａ）
Claims (3)
- 【請求項１】 ルツボの全体をＰＢＮで形成し、つばの
部分を含んで、かつ開口部より長さ１／３の範囲の外側
部分にグラファイトコーティングを行い、前記グラファ
イトをコーティングした部分を含む外面にさらにＰＢＮ
をコーティングしてなるルツボと前記ルツボ内の試料を
溶融する発熱体より構成された分子線セル。 - 【請求項２】 前記発熱体は前記ルツボの上部グラファ
イトコーティング部外面に近接して配置したトップヒー
トヒーターである請求項１記載の分子線セル。 - 【請求項３】 前記発熱体は前記ルツボの上部グラファ
イトコーティング部外面およびつばの下部外面に近接し
て配置したトップヒートヒーターである請求項１記載の
分子線セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22503191A JP3323522B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 分子線セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22503191A JP3323522B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 分子線セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544020A true JPH0544020A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3323522B2 JP3323522B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=16822980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22503191A Expired - Fee Related JP3323522B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 分子線セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3323522B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7402779B2 (en) * | 2004-07-13 | 2008-07-22 | Lucent Technologies Inc. | Effusion cell and method for use in molecular beam deposition |
| KR101097302B1 (ko) * | 2005-04-23 | 2011-12-23 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 증착 소스 유닛, 이를 구비한 증착 장치 및 이를 이용한유기 발광 소자의 제조방법 |
| US8747554B2 (en) * | 2006-06-20 | 2014-06-10 | Momentive Performance Materials Inc. | Multi-piece ceramic crucible and method for making thereof |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP22503191A patent/JP3323522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7402779B2 (en) * | 2004-07-13 | 2008-07-22 | Lucent Technologies Inc. | Effusion cell and method for use in molecular beam deposition |
| KR101097302B1 (ko) * | 2005-04-23 | 2011-12-23 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 증착 소스 유닛, 이를 구비한 증착 장치 및 이를 이용한유기 발광 소자의 제조방법 |
| US8747554B2 (en) * | 2006-06-20 | 2014-06-10 | Momentive Performance Materials Inc. | Multi-piece ceramic crucible and method for making thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3323522B2 (ja) | 2002-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4275308B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法およびその製造装置 | |
| TW494147B (en) | Method of making GaN single crystal and apparatus for making GaN single crystal | |
| JP4288792B2 (ja) | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 | |
| JP6813779B2 (ja) | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 | |
| JPH07172998A (ja) | 炭化ケイ素単結晶の製造方法 | |
| KR101299037B1 (ko) | 마이크로 웨이브를 이용한 단결정 성장장치 및 그 성장방법 | |
| US3186880A (en) | Method of producing unsupported epitaxial films of germanium by evaporating the substrate | |
| JPH0544020A (ja) | 分子線セル | |
| JP2001226197A (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法及び製造装置 | |
| US3925146A (en) | Method for producing epitaxial thin-film fabry-perot cavity suitable for use as a laser crystal by vacuum evaporation and product thereof | |
| KR101153934B1 (ko) | 발열부 일체형 진공 박막 증착용 분자빔 증발원, 그 제작 방법 및 증발기 | |
| JP2012004291A (ja) | 分子線源セル | |
| JP2937109B2 (ja) | 単結晶の製造装置および製造方法 | |
| JPS6130028B2 (ja) | ||
| JPH07267795A (ja) | ＳｉＣ単結晶の成長方法 | |
| JP2764416B2 (ja) | サセプタ | |
| JPH07223894A (ja) | 半導体単結晶製造装置 | |
| JP2944426B2 (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPH06172083A (ja) | 分子線エピタキシャル成長方法およびそれに用いるるつぼ | |
| JP2001002490A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JPS631747B2 (ja) | ||
| JP3198971B2 (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPH072617Y2 (ja) | Ｐｂｎルツボの均一加熱機構 | |
| JP2688365B2 (ja) | 基板ホルダ | |
| JPH097948A (ja) | 分子線の生成方法および分子線セル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100628 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110628 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |