JPH0558775A - 分子線エピタキシヤル装置 - Google Patents

分子線エピタキシヤル装置

Info

Publication number
JPH0558775A
JPH0558775A JP22156991A JP22156991A JPH0558775A JP H0558775 A JPH0558775 A JP H0558775A JP 22156991 A JP22156991 A JP 22156991A JP 22156991 A JP22156991 A JP 22156991A JP H0558775 A JPH0558775 A JP H0558775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
evaporator
electron beam
molecular beam
shield plate
molecular
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.)
Withdrawn
Application number
JP22156991A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyoshi Shimizu
紀嘉 清水
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP22156991A priority Critical patent/JPH0558775A/ja
Publication of JPH0558775A publication Critical patent/JPH0558775A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビーム蒸発器を備えた縦型分子線エピタ
キシャル装置に関し、所定開口を有し、かつ冷却された
シールド板に付着した蒸着物のフレークの落下を防止す
ることのできる分子線エピタキシャル装置を提供する。 【構成】 電子ビーム蒸発器と、該電子ビーム蒸発器の
上方に設けられかつ基板に向かう分子線を通す所定開口
を有する冷却されたシールド板とを備えた縦型分子線エ
ピタキシャル装置において、シールド板15が、その内
部に冷媒を通すようになっているステンレス製の冷却板
16と、該冷却板の電子ビーム蒸発器側に隙間のあるよ
うに取付けられた高融点金属の薄板18とからなるよう
に構成する。さらに、シールド板21が、ステンレス製
の冷却板16と、該冷却板の電子ビーム蒸発器側の表面
に形成されかつ室温以下でも蒸着物と密着性の良い金属
コーティング層22とからなるように構成することもで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分子線エピタキシャル
装置、より詳しくは、電子ビーム蒸発器を備えた縦型分
子線エピタキシャル装置に関する。本発明にかかる分子
線エピタキシャル装置は、特に、シリコン/ゲルマニウ
ム系のエピタキシャル成長に適している。
【0002】近年、シリコン半導体基板に形成される集
積回路装置(IC)の高速化、高集積化の技術はますま
す進歩している。しかしながら、能動素子の特性を規定
することになる電子や正孔の移動度などの物理量はシリ
コン結晶のエネルギーバンド構造により定まるものであ
るから、シリコンだけを用いるのではIC特性向上に限
界がある。
【0003】そこで、より高性能の半導体素子を得る方
法の一つとして、GaAsのような高移動度の半導体材
料を用いたHEMTやHBTが開発されている。一方、
現在の成熟したデバイスプロセスとの整合性から、シリ
コンを主体してより高性能の半導体素子を得ることが望
まれている。この場合も、種々の異種材料とのヘテロ接
合を利用して高速・高性能素子を構成することが提案さ
れ、開発が進められている。このヘテロ接合を形成する
相手材料には、ゲルマニウムのような半導体材料や金属
シリサイド(ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド
など)があり、最近は特にゲルマニウムを含んだシリコ
ン/ゲルマニウム系の素子(例えば、ヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタ)の開発が積極的に進められている。
【0004】
【従来の技術】分子線エピタキシャル法はヘテロ構造素
子を作製するのに適した薄膜成長方法ではあるが、クヌ
ードセン・セルを用いて成長できるGaAsなどの化合
物半導体の場合と異なって、シリコンの蒸気圧は低いた
めに、ルツボを1500〜1700℃に加熱する必要が
ある。このために、通常電子ビームで加熱する電子ビー
ム蒸発器が用いられる。
【0005】電子ビーム蒸発器は、水冷された銅製のハ
ースの中に溶融金属が保持されるために、高温部からの
放出ガスが少なく、超真空中での高融点金属の蒸発源と
して望ましいものである。一方、浅いハースの中に蒸着
材料(シリコン、ゲルマニウム)を入れるため、基板を
蒸発器のほぼ上方に配置する縦型の装置構成とする必要
がある。従来用いられている縦型分子線エピタキシャル
装置は、図1に示すように、真空ポンプにつながった成
長室1およびロードロック機構を備えた基板搬入室2か
らなる。成長室1内にシリコン用電子ビーム蒸発器3、
ゲルマニウム用電子ビーム蒸発器4、これらを覆う水冷
(または液体窒素冷却)のシュラウド5が配置され、こ
れらの上方に基板6が配置されている。このシュラウド
5は蒸着物の分子線7および8を基板6に向けて通過さ
せる開口9および10を有し、そして、少なくとも蒸発
器4、5の上部を覆う構造となっている。このように覆
うのは、(a)電子ビーム蒸発器4、5の溶融シリコン
および溶融ゲルマニウムの温度が極めて高いので、その
輻射熱で成長室1の壁面を不必要に加熱するのを防ぐた
め、および(b)基板6以外の壁面などにシリコンおよ
びゲルマニウムが付着するのを防ぐためである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】通常、分子線エピタキ
シャル装置などの超真空チャンバー(成長室)は放出ガ
スが少ないこと、加工性が良いこと、溶接し易いことな
どの理由で、SUS304,SUS316などのステン
レス鋼で作製される。それでも、これらステンレス鋼は
約60℃以上に加熱されると放出ガスが多くなり、エピ
タキシャル成長した膜の膜質に悪影響を及ぼす。さら
に、室温ないし液体窒素温度などの低温でシリコン(ま
たはゲルマニウム)はステンレス鋼に微粒子状に付着す
るため、フレークとなって剥離し、ハースに落ちやすく
なる。最近の分子線エピタキシャル装置は、図1のよう
に、基板搬送のためにロードロック機構を備えている
が、蒸着材料の装填などの際には、成長室3を大気開放
する必要がある。その際、反応室の壁面に付着した微粒
子状シリコン(ゲルマニウム)は非常にポーラスである
ため、この大気開放で大量のガス(酸素、窒素、水素、
水分など)を吸収して、一層剥離し易くなる。
【0007】また、電子ビーム蒸発器の高電圧印加部に
剥離したフレークが落ちると、しばしば放電を引き起こ
し、安定な蒸着(エピタキシャル成長)を妨げる。この
ように、フレーク発生の問題は電子ビーム蒸着器を備え
た分子線エピタキシャル装置の最大の欠点となってい
る。これらのことから、電子ビーム蒸着器の上方に設け
られたシュラウド(シールド板)は高純度化に有効であ
るが、図1からも明らかなように、このシールド板にも
大量のシリコン(ゲルマニウム)が付着し、これからフ
レークが剥離落下する。
【0008】本発明の目的は、シールド板に付着した蒸
着物のフレーク落下を防止することのできる電子ビーム
蒸着器を備えた分子線エピタキシャル装置を提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、電子ビー
ム蒸発器と、該電子ビーム蒸発器の上方に設けられかつ
基板に向かう分子線を通す所定開口を有する冷却された
シールド板とを備えた縦型分子線エピタキシャル装置に
おいて、シールド板が、その内部に冷媒を通すようにな
っているステンレス製の冷却板と、該冷却板の電子ビー
ム蒸発器側に隙間のあるよう取付けられた高融点金属の
薄板とからなることを特徴とする分子線エピタキシャル
装置によって達成される。
【0010】また、シールド板が、その内部に冷媒を通
すようになっているステンレス製の冷却板と、該冷却板
の電子ビーム蒸発器側の表面に形成されかつ室温以下で
も蒸着物と密着性の良い金属コーティング層とからなる
ことを特徴とする分子線エピタキシャル装置によっても
達成される。薄板の高融点金属はタンタル、モリブデン
またはタングステン、であることは好ましく、さらに冷
却板と薄板との間に絶縁物取付け具を用いることも好ま
しい。
【0011】
【作用】本発明者は、一定量のシリコンを蒸発させ蒸着
した後に、成長室(真空チャンバー)を大気開放し、成
長室の各部品および壁面に付着したシリコンの状態が大
きく異なることを経験的に見出した。即ち、被付着材
(部材)の材質および温度によって、シリコンは微粒子
状にも、比較的緻密な膜状にも付着する。ゲルマニウム
も同様である。放出ガスの少ないモリブデン、タンタ
ル、タングステン薄板を冷却板から離して取り付けてお
くと、その薄板は電子ビーム加熱された蒸着物からの輻
射熱で300℃以上に加熱される。一般に、シリコンは
300℃以上の金属には密着性良くかつ比較的緻密な膜
状に付着するので、フレークとして剥離するのを防止す
ることができる。この高融点金属の薄板を冷却板に取り
付けるために、これらの間に絶縁物(アルミナ、PBN
など)の取り付け具を用いるのが好ましい。
【0012】一方、シリコンは室温以下の温度でもアル
ミニウム、銅、などに対しては密着性が良い。しかし、
これらの材料は高温に加熱されると、放出ガスが多くな
るために、冷却板に直接接触して冷却された状態になる
ようにコーティング層として形成することになる。この
ようにしてアルミニウム、銅などの金属コーティング層
にシリコンを密着性良く付着させて、剥離するのを防止
する。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。例1 図2は、本発明の第1実施例における分子線エピタキシ
ャル装置の電子ビーム蒸発器、その上部のシールド板お
よび基板の概略断面図である。
【0014】分子線エピタキシャル装置の基本構成は従
来と同じであり、電子ビーム蒸着器11も従来のもので
あり、シリコン(またはゲルマニウム)の蒸着原料12
を加熱溶解して、分子線13を真空状態の成長室1(図
1)に発生させる。なお、分子線13は基板14のみに
当たるように図示してあるが、もっと広範に広がってい
る。本発明にしたがって、シールド板15が、ステンレ
ス鋼製の冷却板(図1でのシュラウドに相当するもの)
16と、高融点金属の薄板17とからなり、絶縁物取り
付け具18を利用して薄板17が冷却板16に着脱可能
に取り付けられている。そして、冷却板16および薄板
17には分子線13を通す所定の開口19が設けられて
いる。要するに、従来のシュラウドに薄板17を付加し
たわけである。
【0015】例えば、タンタル(Ta)の薄板17をP
BN製円筒スペーサの取り付け具18で冷却板16にネ
ジ止めする。シリコンのエピタキシャル成長中に、この
薄板17は、電子ビーム蒸発器11で1600℃に加熱
されたシリコンソース12からの輻射熱によって、約4
00℃に加熱される。そして、この薄板17に付着した
シリコンは密着性が良く、約30ccのシリコンを消費し
ても蒸発器11のハースにフレークはほとんど落下しな
かった。
【0016】この場合には、成長室の大気開放の際に
は、高融点金属薄板を取り外して洗浄することができる
簡便さがある。例2 図3は、本発明の第2実施例における分子線エピタキシ
ャル装置の電子ビーム蒸発器、その上部のシールド板お
よび基板の概略断面図である。
【0017】この場合も、分子線エピタキシャル装置の
基本構成は従来と同じであり、電子ビーム蒸着器11も
従来のものであり、シリコン(またはゲルマニウム)の
蒸着原料12を加熱溶解して、分子線13を真空状態の
成長室1(図1)に発生させる。本発明にしたがって、
シールド板21が、ステンレス鋼製の冷却板(図1での
シュラウドに相当するもの)16と、この冷却板に直接
に被覆した金属コーティング層22とからなる。そし
て、冷却板16および層22には分子線13を通す所定
の開口23が設けられている。要するに、従来のシュラ
ウドに金属コーティング膜を被覆したわけである。
【0018】例えば、ステンレス鋼製の冷却板16の表
面にスパッタリング法によってアルミニウム層22を被
覆する。アルミニウム層22は熱伝導が良いので、冷却
板16によって効率的に冷却され、シリコンのエピタキ
シャル成長でのシリコンソース12からの輻射熱によっ
て加熱されることはない。そして、このアルミニウム層
22に付着したシリコンも密着性が良く、約30ccのシ
リコンを消費しても蒸発器11のハースにフレークはほ
とんど落下しなかった。また、低温状態のあるので、ア
ルミニウム層22からの放出ガスはほとんど認められな
かった。
【0019】尚、金属コーティング膜として、アルミニ
ウムに代えて銅を用いても同様の効果を得ることができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る分子
線エピタキシャル装置によれば、分子線の流れを規定す
る開口を有するシールド板は付着する蒸発物(シリコ
ン、ゲルマニウム)を密着性良く捕獲することができ
て、剥離してフレークとして落下するのを防止する。こ
れによって、縦型分子線エピタキシャル成長による膜質
を向上させることができる。さらに、蒸着物質としてシ
リコンおよびゲルマニウムを上述したように例示した
が、それ以外の材料にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の分子線エピタキシャル装置の概略断面図
である。
【図2】本発明の第1実施例にかかる分子線エピタキシ
ャル装置の要部概略断面図である。
【図3】本発明の第2実施例にかかる分子線エピタキシ
ャル装置の要部概略断面図である。
【符号の説明】
1…成長室 3、4…電子ビーム蒸発器 5…シュラウド 6…基板 7、8…分子線 11…電子ビーム蒸発器 12…蒸着物 13…分子線 14…基板 15、21…シールド板 16…冷却板 17…高融点金属の薄板 18…絶縁物取り付け具 19、23…開口 22…コーティング層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビーム蒸発器と、該電子ビーム蒸発
    器の上方に設けられかつ基板に向かう分子線を通す所定
    開口を有する冷却されたシールド板とを備えた縦型分子
    線エピタキシャル装置において、前記シールド板(1
    5)の前記電子ビーム蒸発器側に隙間のあるように高融
    点金属の薄板(17)が取付けられていることを特徴と
    する分子線エピタキシャル装置。
  2. 【請求項2】 前記薄板(17)の高融点金属がタンタ
    ル、モリブデンまたはタングステン、であることを特徴
    とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却板(16)と前記薄板(17)
    との間に絶縁物取り付け具(18)を用いることを特徴
    とする請求項1記載の装置。
  4. 【請求項4】 電子ビーム蒸発器と、該電子ビーム蒸発
    器の上方に設けられかつ基板に向かう分子線を通す所定
    開口を有する冷却されたシールド板とを備えた縦型分子
    線エピタキシャル装置において、前記シールド板(2
    1)の前記電子ビーム蒸発器側の表面に、室温以下にて
    蒸着物と密着性の良い金属コーティング層(22)が形
    成されていることを特徴とする分子線エピタキシャル装
    置。
  5. 【請求項5】 前記金属コーティング層(22)がアル
    ミニウムまたは銅であることを特徴とする請求項4記載
    の装置。
JP22156991A 1991-09-02 1991-09-02 分子線エピタキシヤル装置 Withdrawn JPH0558775A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22156991A JPH0558775A (ja) 1991-09-02 1991-09-02 分子線エピタキシヤル装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22156991A JPH0558775A (ja) 1991-09-02 1991-09-02 分子線エピタキシヤル装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0558775A true JPH0558775A (ja) 1993-03-09

Family

ID=16768791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22156991A Withdrawn JPH0558775A (ja) 1991-09-02 1991-09-02 分子線エピタキシヤル装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0558775A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0214744A (ja) * 1988-07-01 1990-01-18 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒
JPH08296183A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Munetaka:Kk ワイヤー
US5686377A (en) * 1995-01-17 1997-11-11 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst for purifying exhaust gases
JP2007036157A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 有機el素子、有機el表示装置、及び有機el素子の製造方法
CN113710833A (zh) * 2019-04-22 2021-11-26 杜鹏 直接蒸发泵至冷板的分子束外延系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0214744A (ja) * 1988-07-01 1990-01-18 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒
US5686377A (en) * 1995-01-17 1997-11-11 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst for purifying exhaust gases
JPH08296183A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Munetaka:Kk ワイヤー
JP2007036157A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 有機el素子、有機el表示装置、及び有機el素子の製造方法
CN113710833A (zh) * 2019-04-22 2021-11-26 杜鹏 直接蒸发泵至冷板的分子束外延系统
CN113710833B (zh) * 2019-04-22 2023-04-28 杜鹏 直接蒸发泵至冷板的分子束外延系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Benvenuti et al. Niobium films for superconducting accelerating cavities
CN105463575B (zh) 一种用于生长高质量碳化硅晶体的籽晶处理方法
WO2008047900A1 (fr) Appareil de pulvérisation formant un film et plaque de support pour cet appareil
JPH11172424A (ja) ガリウム化合物の製造方法
JPH0558775A (ja) 分子線エピタキシヤル装置
JP4498476B2 (ja) 還元性雰囲気炉用炭素複合材料及びその製造方法
US3476593A (en) Method of forming gallium arsenide films by vacuum deposition techniques
Yamada et al. Cubic crystals in ti films evaporated on nacl substrates
Onishi et al. Colorless, transparent, c‐oriented aluminum nitride films grown at low temperature by a modified sputter gun
JP3066673B2 (ja) ドライエッチング方法
JP2570560Y2 (ja) 電子ビーム蒸発源
JPH0247258A (ja) 薄膜形成用蒸発源
JPH06280004A (ja) 電子ビーム蒸発源
JPS6136374B2 (ja)
JPH09170882A (ja) 鍔付きルツボおよびその製造方法
JPS6447850A (en) Manufacture of thermoelement
JPS5912015B2 (ja) 半導体装置
JPH09115834A (ja) 分子線蒸発源セル
JPH0342677Y2 (ja)
JPS60211823A (ja) 薄膜半導体形成装置
US5956604A (en) Ohmic contact to Gallium Arsenide using epitaxially deposited Cobalt Digermanide
JPS6043914B2 (ja) スパツタリング製膜方法
JPS61201693A (ja) ダイヤモンドの製造方法
JPS60255698A (ja) 化合物半導体製造用部材及びその製造法
Shikama et al. Properties of TIC co-deposited with Ar gas

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203