JPH0774101A - レーザーアブレーション装置 - Google Patents
レーザーアブレーション装置Info
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- JPH0774101A JPH0774101A JP21872193A JP21872193A JPH0774101A JP H0774101 A JPH0774101 A JP H0774101A JP 21872193 A JP21872193 A JP 21872193A JP 21872193 A JP21872193 A JP 21872193A JP H0774101 A JPH0774101 A JP H0774101A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の化合物ターゲット１７ａ、１７ｂ、１
７ｃをレーザー光１２によりレーザーアブレーション
し、基板２１上に化合物薄膜を形成する。 【構成】 所定の方向に順に配列された複数のターゲッ
ト１７ａ、１７ｂ、１７ｃを載置したターゲットホルダ
ー１９を、駆動機構１８により所定方向に往復運動の距
離及び位置を制御し、各ターゲット１７ａ、１７ｂ、１
７ｃに照射されるレーザー光１２の照射時間を任意に制
御する。
７ｃをレーザー光１２によりレーザーアブレーション
し、基板２１上に化合物薄膜を形成する。 【構成】 所定の方向に順に配列された複数のターゲッ
ト１７ａ、１７ｂ、１７ｃを載置したターゲットホルダ
ー１９を、駆動機構１８により所定方向に往復運動の距
離及び位置を制御し、各ターゲット１７ａ、１７ｂ、１
７ｃに照射されるレーザー光１２の照射時間を任意に制
御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光デバイスに利用される
化合物半導体等の膜形成に用いるレーザーアブレーショ
ン装置に関するものである。
化合物半導体等の膜形成に用いるレーザーアブレーショ
ン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザーアブレーション装置を図
４を用いて説明する。図４において、従来のレーザーア
ブレーション装置は、真空槽１の内部に設置された少な
くとも１つのターゲット２ａまたは２ｂに対し、所定の
しきい値以上のエネルギー密度を有するレーザー光３を
照射し、ターゲット２ａまたは２ｂから物質を飛出さ
せ、この物質を基板４に付着させるように構成されてい
る。レーザー発振器５から出力されるレーザー光３は一
般に短波長のパルスであり、レンズ６によりレーザー光
３を高エネルギー密度に集光し、ターゲット２ａまたは
２ｂに照射される。複数の単体ターゲット２ａ及び２ｂ
を用いて基板４上に化合物を形成する場合、レーザー発
振器５から出力されたレーザー光３をビームスプリッタ
ー等で分割し、レンズ６により複数の単体ターゲット２
ａ及び２ｂにそれぞれレーザー光３を照射し、各単体タ
ーゲット２ａ及び２ｂからそれぞれ物質を飛出させ、こ
れらの物質を基板４に付着させることにより、基板４上
で高純度の化合物を形成する。
４を用いて説明する。図４において、従来のレーザーア
ブレーション装置は、真空槽１の内部に設置された少な
くとも１つのターゲット２ａまたは２ｂに対し、所定の
しきい値以上のエネルギー密度を有するレーザー光３を
照射し、ターゲット２ａまたは２ｂから物質を飛出さ
せ、この物質を基板４に付着させるように構成されてい
る。レーザー発振器５から出力されるレーザー光３は一
般に短波長のパルスであり、レンズ６によりレーザー光
３を高エネルギー密度に集光し、ターゲット２ａまたは
２ｂに照射される。複数の単体ターゲット２ａ及び２ｂ
を用いて基板４上に化合物を形成する場合、レーザー発
振器５から出力されたレーザー光３をビームスプリッタ
ー等で分割し、レンズ６により複数の単体ターゲット２
ａ及び２ｂにそれぞれレーザー光３を照射し、各単体タ
ーゲット２ａ及び２ｂからそれぞれ物質を飛出させ、こ
れらの物質を基板４に付着させることにより、基板４上
で高純度の化合物を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレーザ
ーアブレーション装置では、１つのレーザー発振器５か
ら出力されたレーザー光３を複数（２つ）に分割し、同
時に複数のターゲット２ａ及び２ｂに照射するように構
成されているため、ターゲット２ａ及び２ｂのいずれか
が、熱伝導性がよく表面でレーザー光を反射し易い金属
ターゲットである場合、他のターゲットに比べ金属ター
ゲットからアブレーション物質が飛び出しにくく、各タ
ーゲット２ａ及び２ｂから飛出される（溶発される）ア
ブレーション物質量の差が大きくなり、基板４上に化合
物が形成されにくいという問題点を有していた。本発明
は以上の様な問題点を解決するためになされたものであ
り、複数のターゲットを用いたレーザーアブレーション
装置であって、各ターゲットに照射されるレーザー光の
照射時間をコントロールすることにより、基板上に形成
される化合物の膜組成をコントロールすることができる
レーザーアブレーション装置の提供を目的とする。
ーアブレーション装置では、１つのレーザー発振器５か
ら出力されたレーザー光３を複数（２つ）に分割し、同
時に複数のターゲット２ａ及び２ｂに照射するように構
成されているため、ターゲット２ａ及び２ｂのいずれか
が、熱伝導性がよく表面でレーザー光を反射し易い金属
ターゲットである場合、他のターゲットに比べ金属ター
ゲットからアブレーション物質が飛び出しにくく、各タ
ーゲット２ａ及び２ｂから飛出される（溶発される）ア
ブレーション物質量の差が大きくなり、基板４上に化合
物が形成されにくいという問題点を有していた。本発明
は以上の様な問題点を解決するためになされたものであ
り、複数のターゲットを用いたレーザーアブレーション
装置であって、各ターゲットに照射されるレーザー光の
照射時間をコントロールすることにより、基板上に形成
される化合物の膜組成をコントロールすることができる
レーザーアブレーション装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレーザーアブレーション装置は、レーザー
光入射窓を有する真空槽と、前記真空槽の内部に設けら
れ所定の方向に往復運動可能なターゲットホルダーと、
前記ターゲットホルダー上に前記所定の方向に順に配列
載置された複数のターゲットと、前記レーザー光入射窓
を介して前記複数のターゲットの表面と同一面上の所定
の位置にレーザー光を照射するレーザー発振器及び集光
レンズと、前記レーザー光が照射される所定の位置の上
方に設けられた基板ホルダーと、前記基板ホルダーに装
着された基板と、前記各ターゲットへのレーザー照射時
間制御するために前記ターゲットホルダーの往復運動の
距離及び位置を制御する駆動機構とを具備するように構
成されている。上記構成において、レーザー発振器はパ
ルスレーザーであることが好ましい。また、ターゲット
はＩＩ−ＶＩ族半導体構成元素を含むことが好ましい。
また、真空槽はラジカル源を有し、前記ラジカル源は不
純物注入用元素のラジカルを基板に照射することが好ま
しい。また、真空槽は不純物注入用元素のガス導入口を
有することが好ましい。
め、本発明のレーザーアブレーション装置は、レーザー
光入射窓を有する真空槽と、前記真空槽の内部に設けら
れ所定の方向に往復運動可能なターゲットホルダーと、
前記ターゲットホルダー上に前記所定の方向に順に配列
載置された複数のターゲットと、前記レーザー光入射窓
を介して前記複数のターゲットの表面と同一面上の所定
の位置にレーザー光を照射するレーザー発振器及び集光
レンズと、前記レーザー光が照射される所定の位置の上
方に設けられた基板ホルダーと、前記基板ホルダーに装
着された基板と、前記各ターゲットへのレーザー照射時
間制御するために前記ターゲットホルダーの往復運動の
距離及び位置を制御する駆動機構とを具備するように構
成されている。上記構成において、レーザー発振器はパ
ルスレーザーであることが好ましい。また、ターゲット
はＩＩ−ＶＩ族半導体構成元素を含むことが好ましい。
また、真空槽はラジカル源を有し、前記ラジカル源は不
純物注入用元素のラジカルを基板に照射することが好ま
しい。また、真空槽は不純物注入用元素のガス導入口を
有することが好ましい。
【０００５】
【作用】駆動機構は、ターゲットホルダーに載置されて
いる各ターゲットの物質に応じて、ターゲットホルダー
の往復運動の距離及び位置を制御する。例えば、アブレ
ーション物質が飛出しにくいターゲットの場合は、レー
ザー光の照射時間が長くなるように制御する。そのた
め、複数の化合物ターゲットから所定量のアブレーショ
ン物質を飛出させる（溶発させる）ことができ、希望の
組成比で複合化合物薄膜が形成される。また、真空槽は
ラジカル源及び／又はガス導入口を有しているので、こ
れらから窒素ラジカルや塩素ガス等を真空槽ないに導入
することにより、基板上で半導体物質がエピタキシャル
成長する。
いる各ターゲットの物質に応じて、ターゲットホルダー
の往復運動の距離及び位置を制御する。例えば、アブレ
ーション物質が飛出しにくいターゲットの場合は、レー
ザー光の照射時間が長くなるように制御する。そのた
め、複数の化合物ターゲットから所定量のアブレーショ
ン物質を飛出させる（溶発させる）ことができ、希望の
組成比で複合化合物薄膜が形成される。また、真空槽は
ラジカル源及び／又はガス導入口を有しているので、こ
れらから窒素ラジカルや塩素ガス等を真空槽ないに導入
することにより、基板上で半導体物質がエピタキシャル
成長する。
【０００６】
【実施例】本発明のレーザーアブレーション装置を、そ
の好適な一実施例を示す図１を用いて説明する。図１に
おいて、真空槽１５にはレーザー光入射窓１４が設けら
れており、レーザー光入射窓１４の外部近傍には、例え
ばエキシマレーザー等のレーザー発振器１１及び集光レ
ンズ１３が設けられている。レーザー発振器１１から発
振されたアブレーション用レーザー光１２は、レーザー
光入射窓１４から真空槽１５に入射し、集光レンズ１３
により所定の位置１２ａに集光される。真空槽１５には
真空排気用ポンプ１６が設けられており、内部を真空に
保つことができる。真空槽１５の内部には、図中矢印で
示す方向に往復運動可能なターゲットホルダー１９が設
けられており、ターゲットホルダー１９は駆動機構１８
により、往復運動の距離及び位置等を制御される。ター
ゲットホルダー１９上には、図中矢印で示す往復運動方
向に配列された複数のターゲット１７ａ、１７ｂ、１７
ｃが載置されている。レーザー光１２が照射される所定
の位置１２ａは、ターゲット１７ａ、１７ｂ、１７ｃの
表面と同一面上にある。ターゲット１７ａ、１７ｂ、１
７ｃはそれぞれ角型に成形された化合物であり、例えば
ＺｎＳｅターゲット１７ｂを挟んでＺｎＳターゲット１
７ａ及びＣｄＳｅターゲット１７Ｃが配列されている。
また、レーザー光１２が照射される所定の位置１２ａの
上方（対向する位置）には、加熱機構２０ａを有する基
板ホルダー２０が設けられ、基板ホルダー２０には基板
２１が装着されている。さらに、真空槽１５にはガス導
入口２２及びラジカル源２３が設けられている。
の好適な一実施例を示す図１を用いて説明する。図１に
おいて、真空槽１５にはレーザー光入射窓１４が設けら
れており、レーザー光入射窓１４の外部近傍には、例え
ばエキシマレーザー等のレーザー発振器１１及び集光レ
ンズ１３が設けられている。レーザー発振器１１から発
振されたアブレーション用レーザー光１２は、レーザー
光入射窓１４から真空槽１５に入射し、集光レンズ１３
により所定の位置１２ａに集光される。真空槽１５には
真空排気用ポンプ１６が設けられており、内部を真空に
保つことができる。真空槽１５の内部には、図中矢印で
示す方向に往復運動可能なターゲットホルダー１９が設
けられており、ターゲットホルダー１９は駆動機構１８
により、往復運動の距離及び位置等を制御される。ター
ゲットホルダー１９上には、図中矢印で示す往復運動方
向に配列された複数のターゲット１７ａ、１７ｂ、１７
ｃが載置されている。レーザー光１２が照射される所定
の位置１２ａは、ターゲット１７ａ、１７ｂ、１７ｃの
表面と同一面上にある。ターゲット１７ａ、１７ｂ、１
７ｃはそれぞれ角型に成形された化合物であり、例えば
ＺｎＳｅターゲット１７ｂを挟んでＺｎＳターゲット１
７ａ及びＣｄＳｅターゲット１７Ｃが配列されている。
また、レーザー光１２が照射される所定の位置１２ａの
上方（対向する位置）には、加熱機構２０ａを有する基
板ホルダー２０が設けられ、基板ホルダー２０には基板
２１が装着されている。さらに、真空槽１５にはガス導
入口２２及びラジカル源２３が設けられている。
【０００７】次に、上記構成を有するレーザーアブレー
ション装置を用いて、図３に示すＺｎＳｅ半導体レーザ
ー素子を作成する手順を図２を用いて説明する。レーザ
ー発振器１１として、例えば波長２４８ｎｍ、パルス幅
２７ｎｓｅｃ、繰り返し周波数１０Ｈｚのレーザー光１
２を出力するものを用いる。まず、図２（ｂ）に示すレ
ーザー光１２をＺｎＳターゲット１７ａとＺｎＳｅター
ゲット１７ｂの境界線から、例えばそれぞれ１０ｍｍづ
つ照射するようにターゲットホルダー１９を往復運動さ
せる（図２（ａ）及び（ｃ））。成膜速度が０.２ｎｍ
／ｓｅｃのとき、ターゲットホルダー１９の移動速度
を、例えば１０ｍｍ／ｓｅｃとし、また、基板２１の温
度を、例えば３００℃とする。ここで、ガス導入口２２
から塩素ガスを真空槽１５の内部に導入すると、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板２１上にｎ型ＺｎＳＳｅ膜がエピタキシャル
成長する。次に、同じ方法により、レーザー光１２をＺ
ｎＳｅターゲット１７ｂとＣｄＳｅターゲット１７ｃの
境界線から、例えばそれぞれ７ｍｍと３ｍｍ照射するよ
うにターゲットホルダー１９を往復運動させる。このと
きＺｎxＣｄ1-xＳｅ（ｘ＝０．７）の膜をＺｎＳＳｅ膜
上にエピタキシャル成長させることができる。次に、ラ
ジカル源２３から窒素ラジカルを基板２１に照射しつ
つ、上記の方法でＺｎＳＳｅ膜を成長させると、Ｚｎ
0.7Ｃｄ0.3Ｓｅ膜上にｐ型ＺｎＳＳｅ膜をエピタキシャ
ル成長させることができる。これにより、図３に示すＺ
ｎＳｅ半導体レーザーを作成することができる。
ション装置を用いて、図３に示すＺｎＳｅ半導体レーザ
ー素子を作成する手順を図２を用いて説明する。レーザ
ー発振器１１として、例えば波長２４８ｎｍ、パルス幅
２７ｎｓｅｃ、繰り返し周波数１０Ｈｚのレーザー光１
２を出力するものを用いる。まず、図２（ｂ）に示すレ
ーザー光１２をＺｎＳターゲット１７ａとＺｎＳｅター
ゲット１７ｂの境界線から、例えばそれぞれ１０ｍｍづ
つ照射するようにターゲットホルダー１９を往復運動さ
せる（図２（ａ）及び（ｃ））。成膜速度が０.２ｎｍ
／ｓｅｃのとき、ターゲットホルダー１９の移動速度
を、例えば１０ｍｍ／ｓｅｃとし、また、基板２１の温
度を、例えば３００℃とする。ここで、ガス導入口２２
から塩素ガスを真空槽１５の内部に導入すると、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板２１上にｎ型ＺｎＳＳｅ膜がエピタキシャル
成長する。次に、同じ方法により、レーザー光１２をＺ
ｎＳｅターゲット１７ｂとＣｄＳｅターゲット１７ｃの
境界線から、例えばそれぞれ７ｍｍと３ｍｍ照射するよ
うにターゲットホルダー１９を往復運動させる。このと
きＺｎxＣｄ1-xＳｅ（ｘ＝０．７）の膜をＺｎＳＳｅ膜
上にエピタキシャル成長させることができる。次に、ラ
ジカル源２３から窒素ラジカルを基板２１に照射しつ
つ、上記の方法でＺｎＳＳｅ膜を成長させると、Ｚｎ
0.7Ｃｄ0.3Ｓｅ膜上にｐ型ＺｎＳＳｅ膜をエピタキシャ
ル成長させることができる。これにより、図３に示すＺ
ｎＳｅ半導体レーザーを作成することができる。
【０００８】
【発明の効果】以上のように、本発明のレーザーアブレ
ーション装置によれば、ターゲットホルダーに載置され
ている各ターゲットの物質に応じて、駆動機構によりタ
ーゲットホルダーの往復運動の距離及び位置を制御し、
各ターゲットを照射するレーザー光の照射時間を任意に
制御するので、複数の化合物ターゲットから所定量のア
ブレーション物質を飛出させる（溶発させる）ことがで
き、希望の組成比で複合化合物薄膜を形成することがで
きる。また、真空槽に設けられたラジカル源及び／又は
ガス導入口から窒素ラジカルや塩素ガス等を真空槽ない
に導入することにより、基板上に半導体物質をエピタキ
シャル成長させることができる。
ーション装置によれば、ターゲットホルダーに載置され
ている各ターゲットの物質に応じて、駆動機構によりタ
ーゲットホルダーの往復運動の距離及び位置を制御し、
各ターゲットを照射するレーザー光の照射時間を任意に
制御するので、複数の化合物ターゲットから所定量のア
ブレーション物質を飛出させる（溶発させる）ことがで
き、希望の組成比で複合化合物薄膜を形成することがで
きる。また、真空槽に設けられたラジカル源及び／又は
ガス導入口から窒素ラジカルや塩素ガス等を真空槽ない
に導入することにより、基板上に半導体物質をエピタキ
シャル成長させることができる。
【０００９】
【図１】本発明のレーザーアブレーション装置の一実施
例の構成を示す断面図
例の構成を示す断面図
【図２】本発明のレーザーアブレーション装置における
レーザー光照射を示す図
レーザー光照射を示す図
【図３】本発明のレーザーアブレーション装置により作
成された半導体レーザーの構造を示す断面図
成された半導体レーザーの構造を示す断面図
【図４】従来例のレーザーアブレーション装置の構成を
示す断面図
示す断面図
１１：レーザー発振器 １２：レーザー光 １３：集光レンズ １４：レーザー光入射窓 １５：真空槽 １６：真空排気用ポンプ １７ａ、１７ｂ、１７ｃ：ターゲット １８：駆動機構 １９：ターゲットホルダー ２０：基板ホルダー ２１：基板 ２２：ガス導入口 ２３：ラジカル源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大川 和宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三露 常男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザー光入射窓を有する真空槽と、前
記真空槽の内部に設けられ所定の方向に往復運動可能な
ターゲットホルダーと、前記ターゲットホルダー上に前
記所定の方向に順に配列載置された複数のターゲット
と、前記レーザー光入射窓を介して前記複数のターゲッ
トの表面と同一面上の所定の位置にレーザー光を照射す
るレーザー発振器及び集光レンズと、前記レーザー光が
照射される所定の位置の上方に設けられた基板ホルダー
と、前記基板ホルダーに装着された基板と、前記各ター
ゲットへのレーザー照射時間制御するために前記ターゲ
ットホルダーの往復運動の距離及び位置を制御する駆動
機構とを具備するレーザーアブレーション装置。 - 【請求項２】 レーザー発振器はパルスレーザーである
ことを特徴とする請求項１記載のレーザーアブレーショ
ン装置。 - 【請求項３】 ターゲットはＩＩ−ＶＩ族半導体構成元
素を含むことを特徴とする請求項１記載のレーザーアブ
レーション装置。 - 【請求項４】 真空槽はラジカル源を有し、前記ラジカ
ル源は不純物注入用元素のラジカルを基板に照射するこ
とを特徴とする請求項１記載のレーザーアブレーション
装置。 - 【請求項５】 真空槽は不純物注入用元素のガス導入口
を有することを特徴とする請求項１記載のレーザーアブ
レーション装置。 - 【請求項６】 基板ホルダーは加熱手段を有することを
特徴とする請求項１記載のレーザーアブレーション装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21872193A JPH0774101A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | レーザーアブレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21872193A JPH0774101A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | レーザーアブレーション装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774101A true JPH0774101A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16724402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21872193A Pending JPH0774101A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | レーザーアブレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774101A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794266A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-10 | Alusuisse Technology & Management AG | Vorrichtung zum Beschichten einer Substratfläche |
| KR100393184B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2004-01-24 | 삼성전기주식회사 | 펄스파레이저증착법을이용한고온초전도박막제조장치및그방법 |
| JP2011214059A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Tama Tlo Ltd | 物理蒸着装置及び物理蒸着方法 |
| KR20160115686A (ko) * | 2015-03-26 | 2016-10-06 | 한국전자통신연구원 | 기판 도핑 방법 |
| CN110684949A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 薄膜蒸镀装置 |
| CN110684947A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 薄膜蒸镀方法 |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP21872193A patent/JPH0774101A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794266A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-10 | Alusuisse Technology & Management AG | Vorrichtung zum Beschichten einer Substratfläche |
| KR100393184B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2004-01-24 | 삼성전기주식회사 | 펄스파레이저증착법을이용한고온초전도박막제조장치및그방법 |
| JP2011214059A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Tama Tlo Ltd | 物理蒸着装置及び物理蒸着方法 |
| KR20160115686A (ko) * | 2015-03-26 | 2016-10-06 | 한국전자통신연구원 | 기판 도핑 방법 |
| CN110684949A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 薄膜蒸镀装置 |
| CN110684947A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 薄膜蒸镀方法 |
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