JPS5948785B2 - 薄膜結晶成長装置 - Google Patents
薄膜結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS5948785B2 JPS5948785B2 JP4166682A JP4166682A JPS5948785B2 JP S5948785 B2 JPS5948785 B2 JP S5948785B2 JP 4166682 A JP4166682 A JP 4166682A JP 4166682 A JP4166682 A JP 4166682A JP S5948785 B2 JPS5948785 B2 JP S5948785B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal growth
- molecular beam
- thin film
- film crystal
- beam cell
- Prior art date
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- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、■−Ｖ族化合物半導体の分子線結晶成長装置
（ＭＢＥ装置）の改良に関するものである。
（ＭＢＥ装置）の改良に関するものである。
ＭＢＥは従来の液相成長（ＬＰＥ）や気相成長（ＶＰＥ
）に比べて、制御性、再現性が格段に優れており、また
極薄膜多層ヘテロ構造を用いた量子井戸形レーザダイオ
ードや高電子移動度を利用した高速トランジスタなどが
ＭＢＥ法により実現されたことから、その有用性が認め
られてきた。
）に比べて、制御性、再現性が格段に優れており、また
極薄膜多層ヘテロ構造を用いた量子井戸形レーザダイオ
ードや高電子移動度を利用した高速トランジスタなどが
ＭＢＥ法により実現されたことから、その有用性が認め
られてきた。
ＭＢＥ法における問題点の一つは、分子線ソースに使用
するＧａなど■族元素の酸化物が原因となつて、成長し
た結晶の表面に微小な欠陥が発生することである。通常
ＧａなどＩ族材料は高純度に精製されたものを使用し、
充分な注意を払つて取り扱うが、表面酸化などによる微
量の酸化物の混入は避けることができない。
するＧａなど■族元素の酸化物が原因となつて、成長し
た結晶の表面に微小な欠陥が発生することである。通常
ＧａなどＩ族材料は高純度に精製されたものを使用し、
充分な注意を払つて取り扱うが、表面酸化などによる微
量の酸化物の混入は避けることができない。
このため、ＭＢＥ成長においては第１図に示す成長室１
、基板ホルダー２、基板結晶３、分子線セル保持部４、
分子線セル５、真空ポンプ６、基板準備室７、ゲートバ
ルブ８を備えた装置により従来分子線ソース材料を装置
にセットした後、高真空中で加熱することにより、酸化
物を蒸発させ取り除いていた。
、基板ホルダー２、基板結晶３、分子線セル保持部４、
分子線セル５、真空ポンプ６、基板準備室７、ゲートバ
ルブ８を備えた装置により従来分子線ソース材料を装置
にセットした後、高真空中で加熱することにより、酸化
物を蒸発させ取り除いていた。
しかし、このような従来の方法では真空中での加熱蒸発
によつて酸化物を除くため、除去に時間がかゝる。
によつて酸化物を除くため、除去に時間がかゝる。
除去のスピードを上げるために温度を高くすると、ソー
ス材料自体の蒸発がおこり材料のロスになる。蒸発した
酸化物が成長室の内壁その他に付着し汚染の原因となる
おそれがあるなどの欠点があつた。
ス材料自体の蒸発がおこり材料のロスになる。蒸発した
酸化物が成長室の内壁その他に付着し汚染の原因となる
おそれがあるなどの欠点があつた。
本発明は、上に述べた従来の問題点を解決するために、
Ｇａなど■族材料をＨ２ガスなどの雰囲気中で加熱し還
元反応によつて酸化物を除去し、しかも結晶成長室内壁
の汚染を防止することが可能な装置を提供するものであ
つて、結晶成長室と分子線セル保持部分との間に仕切り
バルブを設け、かつ分子線セル保持部分に還元性ガスを
流通させ得る機構を設けたことを特徴としている。
Ｇａなど■族材料をＨ２ガスなどの雰囲気中で加熱し還
元反応によつて酸化物を除去し、しかも結晶成長室内壁
の汚染を防止することが可能な装置を提供するものであ
つて、結晶成長室と分子線セル保持部分との間に仕切り
バルブを設け、かつ分子線セル保持部分に還元性ガスを
流通させ得る機構を設けたことを特徴としている。
以下、本発明を実施例について図面を用いて説明する。
第２図は本発明の装置を用いた結晶成長の一実施例を示
したものである。
したものである。
第２図において、結晶成長室１と分子線セル保持部分４
とは仕切りバルブ９で仕切られている。
とは仕切りバルブ９で仕切られている。
ＧａＡｓ結晶を成長させる場合、仕切りバルブ９Ｊを閉
じた状態で、原料のＧａおよびＡｓをそれぞれ分子線セ
ル５に投入し、真空ポンプ６２で真空に排気した後、還
元性ガス導入口１１よりバルブ１０を通してＨ２ガスを
導入する。分子線セル保持部４の中のＨ２ガス圧力が１
気圧に達した時点ク で、バルブ１３を開いてガス排気
口１２よりＨ２ガスを排出する。以後Ｈ２ガスを流通さ
せた状態に保つて、Ｇａの分子線セル５を加熱し、Ｇａ
中の酸化物をＨ２ガスによつて還元する。還元反応は例
えば下記のように起る。Ｇａを単に真空中で加熱するこ
とにより、Ｇａ２Ｏを蒸発させる従来の方法に比べ、Ｈ
２中で還元する本方法では反応の速度が速く、Ｇａ２Ｏ
が効率的に取り除かれる。
じた状態で、原料のＧａおよびＡｓをそれぞれ分子線セ
ル５に投入し、真空ポンプ６２で真空に排気した後、還
元性ガス導入口１１よりバルブ１０を通してＨ２ガスを
導入する。分子線セル保持部４の中のＨ２ガス圧力が１
気圧に達した時点ク で、バルブ１３を開いてガス排気
口１２よりＨ２ガスを排出する。以後Ｈ２ガスを流通さ
せた状態に保つて、Ｇａの分子線セル５を加熱し、Ｇａ
中の酸化物をＨ２ガスによつて還元する。還元反応は例
えば下記のように起る。Ｇａを単に真空中で加熱するこ
とにより、Ｇａ２Ｏを蒸発させる従来の方法に比べ、Ｈ
２中で還元する本方法では反応の速度が速く、Ｇａ２Ｏ
が効率的に取り除かれる。
Ｇａ２Ｏが充分除かれた時点で、仕切りバルブ９を開き
成長を開始する。
成長を開始する。
以上のように本発明の装置を用いると、Ｈ，ガスによる
還元反応でＧａ中の酸化物を除くことができるため、酸
化物の除去に要する時間が短い。
還元反応でＧａ中の酸化物を除くことができるため、酸
化物の除去に要する時間が短い。
還元中Ｇａの温度を適当に保つことにより、Ｇａの蒸発
によるロスを少なくすることができる。還元反応中は仕
切りバルブ９で成長室１との間を閉じているため、成長
室を汚染することがないなど、従来のＩ−族化合物半導
体薄膜の成長方法に比べて非常に有利である。
によるロスを少なくすることができる。還元反応中は仕
切りバルブ９で成長室１との間を閉じているため、成長
室を汚染することがないなど、従来のＩ−族化合物半導
体薄膜の成長方法に比べて非常に有利である。
第１図は従来の、第２図は本発明のそれぞれ薄膜結晶成
長装置の概略説明図である。 １・・・・・・成長室、２・・・・・・基板ホルダー
３・・・・・・基板結晶、４・・・・・・分子線セル保
持部、５・・・・・・分子線セル、６・・・・・・真空
ポンプ、７・・・・・・基板準備室、８・・・・・・ゲ
ートバルブ、９・・・・・・仕切りバルブ、１０・・・
・・・還元性ガス導入バルブ、１１・・・・・・還元性
ガス導入管、１２・・・・・・還元性ガス排気管、１３
・・・・・・排気バルブ、６２・・・・・・分子線セル
保持部用真空ポンプ。
長装置の概略説明図である。 １・・・・・・成長室、２・・・・・・基板ホルダー
３・・・・・・基板結晶、４・・・・・・分子線セル保
持部、５・・・・・・分子線セル、６・・・・・・真空
ポンプ、７・・・・・・基板準備室、８・・・・・・ゲ
ートバルブ、９・・・・・・仕切りバルブ、１０・・・
・・・還元性ガス導入バルブ、１１・・・・・・還元性
ガス導入管、１２・・・・・・還元性ガス排気管、１３
・・・・・・排気バルブ、６２・・・・・・分子線セル
保持部用真空ポンプ。
Claims (1)
- １ III−Ｖ族化合物半導体の分子線結晶成長装置にお
いて、結晶成長室と分子線セル保持部分との間に仕切バ
ルブを設け、かつ分子線セル保持部分に還元性ガスを流
通させ得る機構を設けたことを特徴とする薄膜結晶成長
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166682A JPS5948785B2 (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 薄膜結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166682A JPS5948785B2 (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 薄膜結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161998A JPS58161998A (ja) | 1983-09-26 |
| JPS5948785B2 true JPS5948785B2 (ja) | 1984-11-28 |
Family
ID=12614705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4166682A Expired JPS5948785B2 (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 薄膜結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948785B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653635B2 (ja) * | 1985-05-14 | 1994-07-20 | 日本電信電話株式会社 | 分子線エピタキシャル成長法 |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP4166682A patent/JPS5948785B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58161998A (ja) | 1983-09-26 |
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