JPS5855252Y2 - ビユ−ポ−トシヤツタ機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は真空容器内に収納される分子線セルにより加熱
されるソース物質の温度を外部より赤外線温度計により
測定する分子線結晶成長装置における保守作業を合理化
できるビューポートシャッタ機構に関するものである。

内部にガリウム、砒素系のソース物質を加熱する分子線
セルを収納する真空容器中に基板をセットし、ソース物
質より放射される分子線の結晶を基板上に成長させる分
子線結晶成長装置においては、基板上の結晶の成長速度
あるいは不純物のドーピング量はソース物質の温度によ
り左右されるので、ソース物質の温度を正確に維持する
ことが重要である。

そのためにはソース物質の温度を測定し、これが変化し
た場合に分子線セルによる加熱を制御してソース物質の
温度を略一定に保つようにしている。

このソース物質の測定法として従来法の３つの方法が採
用されている。

１、分子線セルに直接熱電灯を接触させてセルの温度を
測定する。

２、四重極質量分析器により分子線強度を測定する。

３、真空容器に透明のビューポートを設け、このビュー
ポートを通し外部から赤外線温度計でセル内の温度を測
定する。

この内、１の方法は、通常セルの底にくぼみを設け、鉄
部に熱電対を入れて測定しているが、最近よく使用され
るバイロスチックボロンナイトライド製のセルではその
作成技術上の制限のため、熱電対をセルに再現性よく着
けることが困難で、測定精度に問題がある。

また、２の方法は、分析器の経時変化等のため現状では
信頼性に問題かある。

３の方法は、最も簡単な方法で、しかもセル内のソース
物質の温度を直接測定できるため正確である。

この３の方法を用いた分子線結晶成長装置を第１図に示
す。

図中、１は真空容器、２は分子線セル、３はソース物質
、４は基板である。

真空容器１にはビューポート５が設けられており、分子
線セル２により加熱されるソース物質３の温度はこのビ
ューポート５を通し赤外線温度計６により測定される。

この場合、図示のようにビューポート５に分子線（矢印
で示す）が当ることが避けられず、ビューポート５が汚
染されて正確な温度測定が困難になり、ビューポート５
を交換しなければならない。

この交換作業は大変面倒であり、適当な解決策が要望さ
れている。

本考案は上述の要望を実現するためのもので、ビューポ
ートの交換を行わずに数十回の連続成長にわたって赤外
線温度計によるソース物質の温度測定を可能にするビュ
ーポートシャッタ機構を提供することを目的としている
。

次に第２図乃至第４図に関連して本考案の実施例を説明
する。

第２図は本考案を適用した分子線結晶成長装置の要部正
面図で、図中、１１，１２はシャッタで、それぞれ真空
容器１にブラケット１３を介し回転自在に同心に支持さ
れている。

シャッタ１１は、第３図に詳細を示すように、半径方向
にスリット１４を備えており、その外周には多数の歯１
５が等ピッチで形式されている。

シャッタ１２は、第４図に詳細を示すように、多数の穴
１６ Ａ、１６ Ｂ、１６ Ｃ，１６Ｄ、１６ Ｅ、１
６ Ｆを備えており、その外周には多数の歯１７が等ピ
ッチで形成されている。

各穴１６Ａ、１６Ｂ、・・・・・・、１６Ｆは、シャッ
タ１１を所定角度ずつ回転させたときに該シャッタ１１
のスリット１４の異なる部分とそれぞれ重なるように設
けられている。

シャッタ１１および１２は、真空容器１を気密を保って
貫通するシャフト１８および１９を外部から操作するこ
とにより駆動されるギヤ２０および２１とそれぞれ噛合
している。

従って、シャツｌ−１８，１９を外部からの操作により
回転させることにより、シャッタ１１．１２はギヤ２０
．２１を介し駆動されて回転する。

いま、シャッタ１２を停止させておいてシャッタ１１を
スリット１４か゛穴１６Ａと重なる位置まで回転させ、
この状態で結晶成長作業を開始すると、この場合、ソー
ス物質の温度は赤外線温度計により穴１６Ａ、ビューポ
ート５を通し測定可能である。

この状態で作業を続けると、ビューポート５の穴１６Ａ
と対向する部分は分子線により次第に汚染される。

この汚染が温度測定不能な程度まで進行したところで、
シャッタ１１を所定角度回転させてスリット１４を穴１
６Ｂに重ね、穴１６Ｂ、ビューポート５を通しソース物
質の温度を測定して作業を続行する。

以下同様にシャッタ１１を順次所定角度回転させスリッ
ト１４を穴１６ Ｃ，１６Ｄ 、１６ Ｅ 、１６Ｆに
重ねて作業を続行する。

ビューポー１−５の各穴１６Ａ、１６Ｂ、・・・・・・
、１６Ｆと対向する部分が全部汚染されたときは、シャ
ッタ１２を各穴１６Ａ、１６Ｂ、・・・・・・、１６Ｆ
がビューポート５の汚染部と対向しなくなるまで回転さ
せ、上述の同様の手順により作業を続行する。

以下これらを繰返し行うことにより、ビューポート５の
略全面が汚染されるまでに相当数の連続成長を行うこと
が可能で、実験の結果では、ビューポートの交換を行わ
ずに、数十回の連続成長にわたってソース物質の温度測
定が可能であった。

以上述べたように、本考案によれば、ビューポートの交
換を行わずに長期間にわたり赤外線温度計によるソース
物質の温度測定が可能で、ビューポート交換回数を大幅
に低減して保守作業の合理化をはかることが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線温度計によりソース物質の温度を測定す
る形式の分子線結晶成長装置の概要図、第２図は本考案
に係るビューポートシャッタ機構の実施例を示す正面図
、第３図は同シャッタ（第１のシャッタ）の詳細図、第
４図は同シャッタ（第２のシャッタ）の詳細図で、図中
、１は真空容器、２は分子線セル、３はソース物質、４
は基板、５はビューポート、６は赤外線温度計、１１．
１２はシャッタ、１３はブラケット、１４はスリット、
１５，１７は歯、１６Ａ。 １６ Ｂ、１６ Ｃ，１６Ｄ、１６ Ｅ、１６ Ｆは穴
、１８．１９はシャフト、２０，２１はギヤである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に分子線セルを収納するとともに該分子線セルによ
   り加熱されるソース物質の温度を外部より赤外線温度計
   により測定するためのビューポートを有する真空容器内
   に基板をセットし、前記ソース物質より放射される分子
   線の結晶を前記基板上に成長させる分子線結晶成長装置
   において、前記容器内の前記ビューポートの内側に、ス
   リットを備えた第１のシャッタと、該シャッタを所定角
   度ずつ回転させたときに前記スリットの異なる部分とそ
   れぞれ重なる多数の穴を隣接させて備えた第２のシャッ
   タとをそれぞれ前記容器の外部よりの操作により回転可
   能に同心に設けたことを特徴とするビューポートシャッ
   タ機構。