JPH09186087A - 分子線エピタキシー用分子線源るつぼ - Google Patents
分子線エピタキシー用分子線源るつぼInfo
- Publication number
- JPH09186087A JPH09186087A JP11301592A JP11301592A JPH09186087A JP H09186087 A JPH09186087 A JP H09186087A JP 11301592 A JP11301592 A JP 11301592A JP 11301592 A JP11301592 A JP 11301592A JP H09186087 A JPH09186087 A JP H09186087A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- molecular beam
- beam source
- substance
- beam epitaxy
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明はつるぼ内壁面における融液のはい
上がりを防止した分子線エピタキシ−用分子線源るつぼ
の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の分子線エピタキシ−用分子線源る
つぼは、るつぼの内側表面を鏡面仕上げとしてなること
を特徴とするものである。
上がりを防止した分子線エピタキシ−用分子線源るつぼ
の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の分子線エピタキシ−用分子線源る
つぼは、るつぼの内側表面を鏡面仕上げとしてなること
を特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分子線エピタキシー用分
子線源るつぼ、特には融液のはい上がりが起こり難い分
子線エピタキシー用分子線源るつぼに関するものであ
る。
子線源るつぼ、特には融液のはい上がりが起こり難い分
子線エピタキシー用分子線源るつぼに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】分子線エピタキシーは数原子層レベルの
制御が可能な薄膜製造法で、近年いわゆる超格子構造を
実現する手段として急速に発展してきており、例えばＡ
l 、Ｇa 、Ａs の原子層からなる超格子はある条件下で
電子の移動度が通常より数倍大きくなることから、高速
トランジスタとしての応用が進められている。
制御が可能な薄膜製造法で、近年いわゆる超格子構造を
実現する手段として急速に発展してきており、例えばＡ
l 、Ｇa 、Ａs の原子層からなる超格子はある条件下で
電子の移動度が通常より数倍大きくなることから、高速
トランジスタとしての応用が進められている。
【０００３】他方、この分子線エピタキシーにおいては
分子線源が不可欠とされており、これには通常クヌーセ
ンセルと呼ばれている分子線源が用いられるが、このク
ヌーセンセルは分子線源加熱ヒーター、リフレクター、
分子線源るつぼおよび熱電対からなるものとされてお
り、この分子線源るつぼとしては純度、耐熱性、強度な
どの点から通常熱分解窒化ほう素からなるものとされて
いる。
分子線源が不可欠とされており、これには通常クヌーセ
ンセルと呼ばれている分子線源が用いられるが、このク
ヌーセンセルは分子線源加熱ヒーター、リフレクター、
分子線源るつぼおよび熱電対からなるものとされてお
り、この分子線源るつぼとしては純度、耐熱性、強度な
どの点から通常熱分解窒化ほう素からなるものとされて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この分子線源
るつぼとして熱分解窒化ほう素を用いた場合には、熱分
解窒化ほう素との濡れが良い金属、例えばＡl をこのる
つぼの中で溶融すると、融液がるつぼ内壁面をしみ上が
って遂にはるつぼからあふれ出る、いわゆる「融液のは
い上がり」という現象が起こり、これによってクヌーセ
ンセル内のヒーターが短絡し、装置に致命的な損害が与
えられる。このため、従来はこのはい上がりを防止する
ために、原料の仕込み量を減らしたり、昇温速度を落と
すという方法が採られているのであるが、これには成膜
回数の減少、工程時間の増大という不利がある。
るつぼとして熱分解窒化ほう素を用いた場合には、熱分
解窒化ほう素との濡れが良い金属、例えばＡl をこのる
つぼの中で溶融すると、融液がるつぼ内壁面をしみ上が
って遂にはるつぼからあふれ出る、いわゆる「融液のは
い上がり」という現象が起こり、これによってクヌーセ
ンセル内のヒーターが短絡し、装置に致命的な損害が与
えられる。このため、従来はこのはい上がりを防止する
ために、原料の仕込み量を減らしたり、昇温速度を落と
すという方法が採られているのであるが、これには成膜
回数の減少、工程時間の増大という不利がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
を解決した分子線エピタキシー用分子線源るつぼに関す
るものであり、これはるつぼの開口部付近を熱吸収率の
高い物質で被覆してなることを特徴とするものである。
を解決した分子線エピタキシー用分子線源るつぼに関す
るものであり、これはるつぼの開口部付近を熱吸収率の
高い物質で被覆してなることを特徴とするものである。
【０００６】すなわち、本発明者らは分子線エピタキシ
ー用分子線源るつぼにおける融液のはい上がり現象を回
避する方法について種々検討した結果、分子線源るつぼ
の温度分布と融液のはい上がり現象との間に密接な関係
のあることを見出し、これについてはるつぼ開口部付近
を熱吸収率の高い物質、例えば熱分解炭素で被覆すれば
融液のはい上がりが起り難くなることを確認して本発明
を完成させた。以下にこれをさらに詳述する。
ー用分子線源るつぼにおける融液のはい上がり現象を回
避する方法について種々検討した結果、分子線源るつぼ
の温度分布と融液のはい上がり現象との間に密接な関係
のあることを見出し、これについてはるつぼ開口部付近
を熱吸収率の高い物質、例えば熱分解炭素で被覆すれば
融液のはい上がりが起り難くなることを確認して本発明
を完成させた。以下にこれをさらに詳述する。
【０００７】
【作用】本発明は分子線エピタキシ−用分子線源るつぼ
に関するものであり、これはるつぼの開口部付近に熱吸
収率の高い物質で被覆してなることを特徴とするもので
あるが、これによればるつぼ開口部付近が熱吸収率の高
い物質で被覆されているので、この分子源るつぼ中で溶
融された融液がこのるつぼ材質との濡れ性のよいもので
あっても、この融液がるつぼ内壁面にしみ上がることが
なくなるので、融液のはい上がりがなくなるという有利
性が与えられる。
に関するものであり、これはるつぼの開口部付近に熱吸
収率の高い物質で被覆してなることを特徴とするもので
あるが、これによればるつぼ開口部付近が熱吸収率の高
い物質で被覆されているので、この分子源るつぼ中で溶
融された融液がこのるつぼ材質との濡れ性のよいもので
あっても、この融液がるつぼ内壁面にしみ上がることが
なくなるので、融液のはい上がりがなくなるという有利
性が与えられる。
【０００８】本発明による分子線エピタキシ−用分子線
源るつぼはその開口部付近が熱吸収率の高い物質で被覆
されたものとされる。この熱吸収率の高い物質としては
熱分解炭素が例示され、このものは熱吸収率が50〜55％
のものであるが、このものをるつぼ開口部の上から１／
３程度までのところに塗布すればよく、このようにすれ
ばるつぼ中の融液がるつぼ内壁面をはい上ってもこの部
分ではい上がりが止まるので、融液が開口部からあふれ
出るということが回避されるという有利性が与えられ
る。
源るつぼはその開口部付近が熱吸収率の高い物質で被覆
されたものとされる。この熱吸収率の高い物質としては
熱分解炭素が例示され、このものは熱吸収率が50〜55％
のものであるが、このものをるつぼ開口部の上から１／
３程度までのところに塗布すればよく、このようにすれ
ばるつぼ中の融液がるつぼ内壁面をはい上ってもこの部
分ではい上がりが止まるので、融液が開口部からあふれ
出るということが回避されるという有利性が与えられ
る。
【０００９】また、この分子線源るつぼはどのような材
質で作られたものとしてもよいが、純度、耐熱性、強度
の点からは熱分解窒化ほう素で作られたものとすること
がよい。この熱分解窒化ほう素製のるつぼは公知の方法
にしたがって、アンモニアと三塩化ほう素との混合ガス
を10Torr以下の圧力下に1,900 ℃で反応させ、この生成
物をグラファイト製の型に析出させ、ついで型から抜き
取り、内面に付着しているグラファイトを空気酸化で除
去することによって作ったものとすればよいが、この開
口部付近への熱吸収率の高い物質での被覆は熱分解炭素
を10〜 100μm 程度の厚さでＣＶＤ法によりコートすれ
ばよい。
質で作られたものとしてもよいが、純度、耐熱性、強度
の点からは熱分解窒化ほう素で作られたものとすること
がよい。この熱分解窒化ほう素製のるつぼは公知の方法
にしたがって、アンモニアと三塩化ほう素との混合ガス
を10Torr以下の圧力下に1,900 ℃で反応させ、この生成
物をグラファイト製の型に析出させ、ついで型から抜き
取り、内面に付着しているグラファイトを空気酸化で除
去することによって作ったものとすればよいが、この開
口部付近への熱吸収率の高い物質での被覆は熱分解炭素
を10〜 100μm 程度の厚さでＣＶＤ法によりコートすれ
ばよい。
【００１０】なお、このようにして作られた熱分解窒化
ほう素製るつぼは、これにヒ−タ−、レフレクタ−、熱
電対を取りつけることによって分子線エピタキシ−用分
子線源るつぼとされるが、このるつぼにAlを収納してこ
れを加熱溶融しても、このものはその開口部付近が熱吸
収率の高い物質で被覆されているので、このるつぼ内で
溶融されたＡｌ融液のしみ上がりがこの被覆部で止めら
れ、したがってＡｌ融液がはい上がり、るつぼからあふ
れることはないので、これについては原料の仕込み量を
減少したり、昇温速度をおくらせるなどの手段をとる必
要はなく、したがって成膜可能回数を減少させたり、工
程時間が増大するということがなくなるという有利性が
与えられる。
ほう素製るつぼは、これにヒ−タ−、レフレクタ−、熱
電対を取りつけることによって分子線エピタキシ−用分
子線源るつぼとされるが、このるつぼにAlを収納してこ
れを加熱溶融しても、このものはその開口部付近が熱吸
収率の高い物質で被覆されているので、このるつぼ内で
溶融されたＡｌ融液のしみ上がりがこの被覆部で止めら
れ、したがってＡｌ融液がはい上がり、るつぼからあふ
れることはないので、これについては原料の仕込み量を
減少したり、昇温速度をおくらせるなどの手段をとる必
要はなく、したがって成膜可能回数を減少させたり、工
程時間が増大するということがなくなるという有利性が
与えられる。
【００１１】
【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 反応炉中に直径12mm、 長さ77mmのグラファイト製の型を
３個置き、炉内を真空ポンプで排気しながら加熱して1,
900 ℃まで昇温させた。ついで、この炉内にNH3 とBCl3
とをそれぞれ４リットル／分、１リットル／分の速さで
供給し、圧力を10Torrに保持しながら20時間反応させて
厚さ0.8mm の熱分解窒化ほう素製るつぼを３個作った。
３個置き、炉内を真空ポンプで排気しながら加熱して1,
900 ℃まで昇温させた。ついで、この炉内にNH3 とBCl3
とをそれぞれ４リットル／分、１リットル／分の速さで
供給し、圧力を10Torrに保持しながら20時間反応させて
厚さ0.8mm の熱分解窒化ほう素製るつぼを３個作った。
【００１２】また、このうちの２個を再度反応炉中に置
き、炉内を2,000 ℃まで昇温し、ここにＣ3 Ｈ8 を１リ
ットル／分の速さで供給し、圧力を２Torrに保持しなが
ら１時間反応させてるつぼ内壁に厚さ50μm の熱分解炭
素被覆を形成させたのち、このうちの１個については開
口部側から高さ１／３まで、また他の１個はるつぼ底面
から１／３の高さまでこの被覆を残して他は研摩除去
し、このものについては再度反応器中に置き、炉内を排
気してから1,900 ℃まで昇温し、ここにＮＨ3 とＢＣｌ
3 とをそれぞれ４リットル／分、１リットル／分の速さ
で供給し、圧力10Torrで１時間反応させて厚さ40μm の
熱分解窒化ほう素被覆を形成させてこれを電気絶縁層と
したのち、これをグラファイト製の型から抜き取り、こ
の際内面に付着したグラファイトを700 ℃，３時間の空
気酸化処理で除去した。
き、炉内を2,000 ℃まで昇温し、ここにＣ3 Ｈ8 を１リ
ットル／分の速さで供給し、圧力を２Torrに保持しなが
ら１時間反応させてるつぼ内壁に厚さ50μm の熱分解炭
素被覆を形成させたのち、このうちの１個については開
口部側から高さ１／３まで、また他の１個はるつぼ底面
から１／３の高さまでこの被覆を残して他は研摩除去
し、このものについては再度反応器中に置き、炉内を排
気してから1,900 ℃まで昇温し、ここにＮＨ3 とＢＣｌ
3 とをそれぞれ４リットル／分、１リットル／分の速さ
で供給し、圧力10Torrで１時間反応させて厚さ40μm の
熱分解窒化ほう素被覆を形成させてこれを電気絶縁層と
したのち、これをグラファイト製の型から抜き取り、こ
の際内面に付着したグラファイトを700 ℃，３時間の空
気酸化処理で除去した。
【００１３】つぎに、この３個のるつぼにAlを0.34g 仕
込み、これに分子線エピタキシ−装置を装着し、真空ポ
ンプで10-8Torrに減圧しながら10℃／分の速さで1,300
℃まで昇温し、1,300 ℃に保持してAlがるつぼ内壁面を
しみ上ってくる情況をしらべたところ、熱分解炭素被覆
のないるつぼでははい上がりが多く、底部１／３に熱分
解炭素被覆をしたものもこの被覆のないものとあまり大
きな違いはなかったが、開口部から１／３の高さにまで
熱分解炭素被覆したものではＡｌのはい上がりがこの被
覆したところで止まり、それ以上にはい上がることはな
く、その後もこれに変化はなかった。
込み、これに分子線エピタキシ−装置を装着し、真空ポ
ンプで10-8Torrに減圧しながら10℃／分の速さで1,300
℃まで昇温し、1,300 ℃に保持してAlがるつぼ内壁面を
しみ上ってくる情況をしらべたところ、熱分解炭素被覆
のないるつぼでははい上がりが多く、底部１／３に熱分
解炭素被覆をしたものもこの被覆のないものとあまり大
きな違いはなかったが、開口部から１／３の高さにまで
熱分解炭素被覆したものではＡｌのはい上がりがこの被
覆したところで止まり、それ以上にはい上がることはな
く、その後もこれに変化はなかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明は分子線エピタキシ−用分子線る
つぼに関するものであり、これは前記したようにるつぼ
の開口部付近を熱吸収率の高い物質で被覆してなること
を特徴とするものであるが、これによればるつぼ中で溶
融された融液がるつぼ内壁面をしみ上って融液がるつぼ
内をはい上るということが防止され、したがって融液が
るつぼからあるれ出ることがなくなるので、原料の仕込
み量を減少したり、昇温速度を落とす必要がなく、成膜
可能回数を多くし、工程時間を少なくすることができる
という有利性が与えられる。
つぼに関するものであり、これは前記したようにるつぼ
の開口部付近を熱吸収率の高い物質で被覆してなること
を特徴とするものであるが、これによればるつぼ中で溶
融された融液がるつぼ内壁面をしみ上って融液がるつぼ
内をはい上るということが防止され、したがって融液が
るつぼからあるれ出ることがなくなるので、原料の仕込
み量を減少したり、昇温速度を落とす必要がなく、成膜
可能回数を多くし、工程時間を少なくすることができる
という有利性が与えられる。
Claims (4)
- 【請求項１】るつぼの開口部付近を熱吸収率の高い物質
で被覆してなることを特徴とする分子線エピタキシー用
分子線源るつぼ。 - 【請求項２】熱吸収率の高い物質が熱分解炭素である請
求項１に記載した分子線エピタキシー用分子線源るつ
ぼ。 - 【請求項３】るつぼが熱分解窒化ほう素からなるもので
ある請求項１または２に記載した分子線エピタキシー用
分子線源るつぼ。 - 【請求項４】アルミニウムの分子線源に使用される請求
項３に記載した分子線エピタキシー用分子線源るつぼ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301592A JPH09186087A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 分子線エピタキシー用分子線源るつぼ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301592A JPH09186087A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 分子線エピタキシー用分子線源るつぼ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186087A true JPH09186087A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=14601304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11301592A Pending JPH09186087A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 分子線エピタキシー用分子線源るつぼ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09186087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115637490A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-24 | 季华实验室 | 集成式分子束外延坩埚制作方法、外延坩埚及分子束源炉 |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP11301592A patent/JPH09186087A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115637490A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-24 | 季华实验室 | 集成式分子束外延坩埚制作方法、外延坩埚及分子束源炉 |
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