JPH0585888A - 分子線発生装置 - Google Patents
分子線発生装置Info
- Publication number
- JPH0585888A JPH0585888A JP27204891A JP27204891A JPH0585888A JP H0585888 A JPH0585888 A JP H0585888A JP 27204891 A JP27204891 A JP 27204891A JP 27204891 A JP27204891 A JP 27204891A JP H0585888 A JPH0585888 A JP H0585888A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molecular beam
- crucible
- raw material
- conical
- cylindrical
- 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.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＢＥ装置の分子線発生装置において、均一
な分子線の放出と、原料の多量チャージ，表面欠陥数の
低減を解決する。 【構成】 分子線発生装置１７に用いる円錐るつぼ１３
は、パイロリティックカーボンをパイロリティックボロ
ンナイトライド（ＰＢＮ）で被覆された構造をしてい
る。また、パイロリティックカーボンは細い帯状で、テ
ーパ部１４の囲りを螺旋状に成長させて、パイロリティ
ックカーボンヒータ（ＰＣヒータ）１５として、両端は
電源に接続される。従って、円錐るつぼは、高温に加熱
されるので、原料としてＧａをチャージした場合、Ｇａ
Ａｓの表面欠陥は非常に少なくなる。また、分子線の強
度も均一となり、原料のチャージ量も十分にとれる。
な分子線の放出と、原料の多量チャージ，表面欠陥数の
低減を解決する。 【構成】 分子線発生装置１７に用いる円錐るつぼ１３
は、パイロリティックカーボンをパイロリティックボロ
ンナイトライド（ＰＢＮ）で被覆された構造をしてい
る。また、パイロリティックカーボンは細い帯状で、テ
ーパ部１４の囲りを螺旋状に成長させて、パイロリティ
ックカーボンヒータ（ＰＣヒータ）１５として、両端は
電源に接続される。従って、円錐るつぼは、高温に加熱
されるので、原料としてＧａをチャージした場合、Ｇａ
Ａｓの表面欠陥は非常に少なくなる。また、分子線の強
度も均一となり、原料のチャージ量も十分にとれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）装置に用いる分子線発生装置に関する。
（ＭＢＥ）装置に用いる分子線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の分子線発生装置の断面図を
示す。図３に示す分子線発生装置３６は、１０-10Ｔｏ
ｒｒ程度の超高真空成長室内に設置され、分子線原料３
１は、材質パイロリティックボロンナイトライド（ＰＢ
Ｎ）製の円筒るつぼ３２中に置かれている。
示す。図３に示す分子線発生装置３６は、１０-10Ｔｏ
ｒｒ程度の超高真空成長室内に設置され、分子線原料３
１は、材質パイロリティックボロンナイトライド（ＰＢ
Ｎ）製の円筒るつぼ３２中に置かれている。
【０００３】円筒るつぼ３２の下部には、熱電対３５が
接し、この熱電対３５の熱起電力のフィードバックによ
り、円筒るつぼのまわりを囲んでいるヒータ３７を制御
する。
接し、この熱電対３５の熱起電力のフィードバックによ
り、円筒るつぼのまわりを囲んでいるヒータ３７を制御
する。
【０００４】円筒るつぼ３２の上部は、円錐るつぼ３３
が挿入された２重構造となっており、円筒るつぼ３２が
円筒状であるのに対し、円錐るつぼ３３には、分子線強
度の分布をよくするためにテーパ角が付けてあり、開口
部に向けて広くなったテーパ部３４を有している（例え
ばＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ，Ｐａｔ
ｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ：４６４６６８０，ＣＲＵＣＩ
ＢＬＥ ＦＯＲ ＵＳＥ ＩＮ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ
ＢＥＡＭ ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮ
Ｇ，Ｉｎｖｅｎｔｅｒ ：Ｐａｕｌ Ａ Ｍａｋｉ Ａ
ｃｔｉｏｎ Ｍａｓｓ参照）。
が挿入された２重構造となっており、円筒るつぼ３２が
円筒状であるのに対し、円錐るつぼ３３には、分子線強
度の分布をよくするためにテーパ角が付けてあり、開口
部に向けて広くなったテーパ部３４を有している（例え
ばＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ，Ｐａｔ
ｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ：４６４６６８０，ＣＲＵＣＩ
ＢＬＥ ＦＯＲ ＵＳＥ ＩＮ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ
ＢＥＡＭ ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮ
Ｇ，Ｉｎｖｅｎｔｅｒ ：Ｐａｕｌ Ａ Ｍａｋｉ Ａ
ｃｔｉｏｎ Ｍａｓｓ参照）。
【０００５】従って、円筒るつぼ３２がヒータ３７で熱
せられることにより、円筒るつぼ３２内の分子線原料３
１は加熱され蒸発し、分子線となって、円筒るつぼ３２
から円錐るつぼ３３を通って放出される。
せられることにより、円筒るつぼ３２内の分子線原料３
１は加熱され蒸発し、分子線となって、円筒るつぼ３２
から円錐るつぼ３３を通って放出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３において、分子線
原料３１は、円筒るつぼ３２がヒータ３７で熱せられる
ことにより、円筒るつぼ３２から円錐るつぼ３３を通っ
て外に分子線となって蒸発する。
原料３１は、円筒るつぼ３２がヒータ３７で熱せられる
ことにより、円筒るつぼ３２から円錐るつぼ３３を通っ
て外に分子線となって蒸発する。
【０００７】また、円筒るつぼ３２中に円錐るつぼ３３
が挿入されているために、基板上に成長された膜厚の面
内バラツキは少なく、また、全体が円錐型をしたるつぼ
に原料をチャージするのに比べて原料チャージ量も多い
が、Ｇａを分子線原料としてチャージした場合には、円
錐るつぼ３３が円筒るつぼ３２の内側にあるので、円錐
るつぼ３３の温度が下がって、Ｇａの液滴が多量に付着
し、その影響で例えばＧａＡｓを基板上に成長させた場
合、その表面欠陥は、非常に多くなるという欠点があ
る。
が挿入されているために、基板上に成長された膜厚の面
内バラツキは少なく、また、全体が円錐型をしたるつぼ
に原料をチャージするのに比べて原料チャージ量も多い
が、Ｇａを分子線原料としてチャージした場合には、円
錐るつぼ３３が円筒るつぼ３２の内側にあるので、円錐
るつぼ３３の温度が下がって、Ｇａの液滴が多量に付着
し、その影響で例えばＧａＡｓを基板上に成長させた場
合、その表面欠陥は、非常に多くなるという欠点があ
る。
【０００８】本発明の目的は、均一な分子線の放出と、
原料の多量チャージ，表面欠陥数の低減を実現した分子
線発生装置を提供することにある。
原料の多量チャージ，表面欠陥数の低減を実現した分子
線発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る分子線発生装置においては、分子線発
生原料を収容するパイロリティックボロンナイトライド
（ＰＢＮ）製の円筒状の円筒るつぼと、該円筒るつぼの
上部に接触配置され、分子線放出口をテーパ状に拡径し
た円錐状の円錐るつぼとを有する分子線発生装置であっ
て、前記円錐るつぼのテーパー部に、パイロリティック
カーボンをパイロリティックボロンナイトライド（ＰＢ
Ｎ）で被覆したパイロリティックカーボンの加熱機構を
備えたものである。
め、本発明に係る分子線発生装置においては、分子線発
生原料を収容するパイロリティックボロンナイトライド
（ＰＢＮ）製の円筒状の円筒るつぼと、該円筒るつぼの
上部に接触配置され、分子線放出口をテーパ状に拡径し
た円錐状の円錐るつぼとを有する分子線発生装置であっ
て、前記円錐るつぼのテーパー部に、パイロリティック
カーボンをパイロリティックボロンナイトライド（ＰＢ
Ｎ）で被覆したパイロリティックカーボンの加熱機構を
備えたものである。
【００１０】
【作用】円錐るつぼを加熱することにより、均一な分子
線の放出と、原料の多量チャージ，表面欠陥数の低減を
実現する。
線の放出と、原料の多量チャージ，表面欠陥数の低減を
実現する。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。
る。
【００１２】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
示す断面図である。
示す断面図である。
【００１３】図１において、本発明に係る分子線発生装
置１７に用いる円錐るつぼ１３は、パイロリティックカ
ーボンをパイロリティックボロンナイトライドで被覆し
たテーパー部１４を備え、拡径した開口を形成する円錐
型をしている。
置１７に用いる円錐るつぼ１３は、パイロリティックカ
ーボンをパイロリティックボロンナイトライドで被覆し
たテーパー部１４を備え、拡径した開口を形成する円錐
型をしている。
【００１４】また、パイロリティックカーボンは、細い
帯状でテーパー部１４の囲りを螺旋状に成長させて、パ
イロリティックカーボンヒータ（以後ＰＣヒータ）１５
として構成され、ＰＣヒータ１５の両端は、電源に接続
される。
帯状でテーパー部１４の囲りを螺旋状に成長させて、パ
イロリティックカーボンヒータ（以後ＰＣヒータ）１５
として構成され、ＰＣヒータ１５の両端は、電源に接続
される。
【００１５】円錐るつぼ１３は、円筒るつぼ１２の上部
に挿入され、分子線原料１１の温度は、熱電対１６によ
って検知される。
に挿入され、分子線原料１１の温度は、熱電対１６によ
って検知される。
【００１６】従って、円錐るつぼ１３がＰＣヒータ１５
で熱せられることによって、その輻射熱によって、円筒
るつぼ１２も加熱され、円筒るつぼ１２内の分子線原料
１１は加熱される。
で熱せられることによって、その輻射熱によって、円筒
るつぼ１２も加熱され、円筒るつぼ１２内の分子線原料
１１は加熱される。
【００１７】そのため、分子線は、円筒るつぼ１２から
円錐るつぼ１３へと放出され、円錐るつぼ１３では、さ
らに高温に加熱されて、基板に向かって均一に放出され
る。
円錐るつぼ１３へと放出され、円錐るつぼ１３では、さ
らに高温に加熱されて、基板に向かって均一に放出され
る。
【００１８】このように本実施例の分子線発生装置の円
錐るつぼ１３には、ＰＣヒータ１５が備えられているた
め、開口部の温度が円筒るつぼ１２よりも高温になり、
原料としてＧａを充填した場合、Ｇａの液滴が非常に少
なくなり、従来の分子線発生装置のるつぼを使用してＧ
ａＡｓを成長した場合、表面欠陥は１００００個／ｃｍ
2であったものが、本発明のるつぼを使用したところ、
１／１００の１００個／ｃｍ2に減少し、素子を作る上
での歩留りが向上した。
錐るつぼ１３には、ＰＣヒータ１５が備えられているた
め、開口部の温度が円筒るつぼ１２よりも高温になり、
原料としてＧａを充填した場合、Ｇａの液滴が非常に少
なくなり、従来の分子線発生装置のるつぼを使用してＧ
ａＡｓを成長した場合、表面欠陥は１００００個／ｃｍ
2であったものが、本発明のるつぼを使用したところ、
１／１００の１００個／ｃｍ2に減少し、素子を作る上
での歩留りが向上した。
【００１９】（実施例２）図２は、本発明の実施例２を
示す断面図である。
示す断面図である。
【００２０】本実施例での円錐るつぼ１３の形状は、実
施例１と同じであり、本実施例では、円筒るつぼ１２の
容量を大きくし、かつ円筒るつぼ１２の下部に補助ヒー
タ１８を取り付けてある。
施例１と同じであり、本実施例では、円筒るつぼ１２の
容量を大きくし、かつ円筒るつぼ１２の下部に補助ヒー
タ１８を取り付けてある。
【００２１】円筒るつぼ１２中に入っている分子線原料
１１は、円筒るつぼ１２の容量が非常に大きいので、円
錐るつぼ１３のＰＣヒータ１５の輻射熱だけでは十分に
加熱できないため、補助ヒータ１８によって分子線が発
生する温度まで加熱し（ＰＣヒータよりは低くする）、
温度追従性を良くしている。
１１は、円筒るつぼ１２の容量が非常に大きいので、円
錐るつぼ１３のＰＣヒータ１５の輻射熱だけでは十分に
加熱できないため、補助ヒータ１８によって分子線が発
生する温度まで加熱し（ＰＣヒータよりは低くする）、
温度追従性を良くしている。
【００２２】従って、本実施例の分子線発生装置は、従
来の分子線発生装置と比べて分子線原料の一回の充填量
が増え、そのため一回の充填でのＧａＡｓエピタキシャ
ル結晶の成長枚数が増えた。また、分子線原料としてＧ
ａを充填した場合円錐るつぼが高温のためＧａの液滴も
非常に少なくなり、ＧａＡｓを成長した場合、表面欠陥
は、従来と比べて１／１００の１００個／ｃｍ2に減少
し、素子を作る上での歩留りが向上した。
来の分子線発生装置と比べて分子線原料の一回の充填量
が増え、そのため一回の充填でのＧａＡｓエピタキシャ
ル結晶の成長枚数が増えた。また、分子線原料としてＧ
ａを充填した場合円錐るつぼが高温のためＧａの液滴も
非常に少なくなり、ＧａＡｓを成長した場合、表面欠陥
は、従来と比べて１／１００の１００個／ｃｍ2に減少
し、素子を作る上での歩留りが向上した。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の分子線発生
装置は、パイロリティックボロンナイトライド製の円筒
るつぼ上部に、パイロリティックカーボンをパイロリテ
ィックボロンナイトライドで被覆されたテーパー部をも
つ円錐状の円錐るつぼが接触配置されており、円錐るつ
ぼのパイロリティックカーボンに電流を流すことによっ
て加熱機構として作用させるため、例えば分子線原料と
してＧａを充填した場合、Ｇａの液滴が非常に少なくな
り、ＧａＡｓの成長においては表面欠陥が従来と比べて
１／１００に減少し、従って素子作製上、歩留りが向上
するという効果がある。
装置は、パイロリティックボロンナイトライド製の円筒
るつぼ上部に、パイロリティックカーボンをパイロリテ
ィックボロンナイトライドで被覆されたテーパー部をも
つ円錐状の円錐るつぼが接触配置されており、円錐るつ
ぼのパイロリティックカーボンに電流を流すことによっ
て加熱機構として作用させるため、例えば分子線原料と
してＧａを充填した場合、Ｇａの液滴が非常に少なくな
り、ＧａＡｓの成長においては表面欠陥が従来と比べて
１／１００に減少し、従って素子作製上、歩留りが向上
するという効果がある。
【図１】本発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２を示す断面図である。
【図３】従来の分子線発生装置を示す断面図である。
１１ 分子線原料 １２ 円筒るつぼ １３ 円錐るつぼ １４ テーパー部 １５ ＰＣヒータ １６ 熱電対 １７ 分子線発生装置
Claims (1)
- 【請求項１】 分子線発生原料を収容するパイロリティ
ックボロンナイトライド（ＰＢＮ）製の円筒状の円筒る
つぼと、該円筒るつぼの上部に接触配置され、分子線放
出口をテーパ状に拡径した円錐状の円錐るつぼとを有す
る分子線発生装置であって、 前記円錐るつぼのテーパー部に、パイロリティックカー
ボンをパイロリティックボロンナイトライド（ＰＢＮ）
で被覆したパイロリティックカーボンの加熱機構を備え
たことを特徴とする分子線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27204891A JPH0585888A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 分子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27204891A JPH0585888A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 分子線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0585888A true JPH0585888A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17508386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27204891A Pending JPH0585888A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 分子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0585888A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0851042A2 (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-01 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Crucible of pyrolytic boron nitride for molecular beam epitaxy |
| US5976263A (en) * | 1995-08-03 | 1999-11-02 | Thermo Instrument Systems, Inc. | Sources used in molecular beam epitaxy |
| US6053981A (en) * | 1998-09-15 | 2000-04-25 | Coherent, Inc. | Effusion cell and method of use in molecular beam epitaxy |
| US6475278B2 (en) | 2000-02-02 | 2002-11-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Molecular beam source and molecular beam epitaxy apparatus |
| WO2011155661A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Korea Institute Of Science And Technology | Linear effusion cell, method of manufacturing the same and evaporator using the same |
| JP2012087353A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 真空蒸着装置 |
| CN105970186A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-28 | 山东国晶新材料有限公司 | 一种高效生产热解氮化硼制品的方法 |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP27204891A patent/JPH0585888A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5976263A (en) * | 1995-08-03 | 1999-11-02 | Thermo Instrument Systems, Inc. | Sources used in molecular beam epitaxy |
| EP0851042A2 (en) * | 1996-12-27 | 1998-07-01 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Crucible of pyrolytic boron nitride for molecular beam epitaxy |
| EP0851042A3 (en) * | 1996-12-27 | 1999-03-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Crucible of pyrolytic boron nitride for molecular beam epitaxy |
| US6053981A (en) * | 1998-09-15 | 2000-04-25 | Coherent, Inc. | Effusion cell and method of use in molecular beam epitaxy |
| US6475278B2 (en) | 2000-02-02 | 2002-11-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Molecular beam source and molecular beam epitaxy apparatus |
| WO2011155661A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Korea Institute Of Science And Technology | Linear effusion cell, method of manufacturing the same and evaporator using the same |
| JP2012087353A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 真空蒸着装置 |
| CN105970186A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-28 | 山东国晶新材料有限公司 | 一种高效生产热解氮化硼制品的方法 |
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