JPS60161393A

JPS60161393A - 単結晶薄膜周期構造を形成するための分子線エピタキシヤル成長装置

Info

Publication number: JPS60161393A
Application number: JP1206284A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Matsui; 松居　祐一
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1985-08-23
Also published as: JPS6247839B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】童粟↓匁■朋分立本発明は分子線エピタキシャル成長装置に関する。更に
詳しくは、本発明は基板上に厚さ並びに種類の異なる層
を交互に、周期的に積層して、マイクロ波素子あるいは
発光・受光素子として使用する単結晶薄膜周期構造を形
成するための分子線エピタキシャル成長装置に関する。

従米弦■ 化合物半導体デバイス、特に光デバイスの製法として、
薄い一様な層の成長、成分元素組成比の制御の容易さか
らエピタキシャル成長力法が一般的に利用されている。

なかでも、最近特に注目されている技術としζ、分子線
エピタキシャル成長方法（以下簡単のためにｒ　ＭＢＥ
成長法」という）が知られており、例えばＷ、Ｔ、　Ｔ
ｓａｎｇにより日経エレクトロニクスＮｏ、３０８，１
６３　（１９８３）において、該ＭＢＥ成長法並びに薄
膜周期構造を利用したデバイスが詳細に説明されている
。

このＭＢＥ成長法に従えば、発光部に厚さ数１０人〜数
１００Ａ程度の種類の異なる超薄膜層をアロイ・クラス
タの形成なしに交互に、周期的に積層することにより、
第１図に示すような多重量子井戸型レーザを製造するこ
とが可能となる。

従来の１ｌｌ−Ｖ族化合物半導体薄膜周期構造形成のた
めのＭＢＥ成長法においては、例えば第２図に示すよう
な構造を有する装置が使用されている（特公昭５７−４
７１６０号および特開昭５７−１１８９９月公報参照）
。第２図に示したＭＢＥ成長装置では、成長室１内にお
いて基板２は基板ボルダ−３上に保持され、且つセル４
および５の中心軸の交叉する位置に設置されている。該
セル４および５には夫々原料（八）６および（Ｂ）７が
収納されていて、これらから蒸発した原料の分子線が基
板２に照射される。各セル４またば５は例えば特開昭５
７−１１８９９号に記載されているようにセルシャッタ
ー８または９を有しており、これらを交互に所定の周期
で開閉することにより原料（Δ）および（Ｂ）の分子線
を基板にｊ（ｅ射し、該基板上に種類の異なる化合物半
導体薄膜を交互に周期的に形成し得るようになっている
。

このようなＭＢＥ成長法では、一方のシャッターが開い
ている間他方のシャッターは閉しられていることになる
が、一般にｍ−ｖ族化合物半導体をＭＢＥ成長させる場
合、原料セルは通常７００〜１０００℃の高温度に加熱
されている。このため、セルシャッターは閉じられてい
る間に加熱されて不純ガスを発生ずる。このような不純
ガスが成長している薄膜内に取り込まれた場合には、薄
膜の電気特性カ著しく劣化されることになる。

更に、上記のセルシャッターからの不純カス発生の問題
とは別に、シャック−を閉しることによってセル温度自
体が影響を受け、結果として再度シャンク−を開いた際
に原料分子線強度のオーバーシュートを引き起こす。こ
のような現象は化合物半導体薄膜の膜厚制御並びに混晶
の場合には膜組成の制御を困難にする。従って、薄膜周
期構造を形成する際の周期性も低）することになる。

実所Ω置皿本発明の目的は前記従来のＭＢＥ成長装置においてセル
シャッターの開閉に起因する■−■族化合物半導体薄膜
周期構造の電気特性の劣化並びに周期性の低下を防止す
ると同時に、−回の成長操作で複数枚の基板上に連続的
に単結晶薄膜周期構造を形成することのできるＭＢＥ成
長装置を提供することにある。

光凱傅撤底本発明者等は上記従来装置の有する諸欠点を克服すべく
、また−回の成長操作で複数の単結晶薄膜周期構造を形
成し得るＭＢＥ成長装置を開発すべく種々検問した結果
、ＭＢＥ成長装置の成長室内に仕切り板を設けて複数の
隔室に分割して原料分子線相互間の混合を防ぎ、また回
転軸を中心として回転し得る複数の基板ホルダを設ける
ことが有利であることを見出し、本発明を完成した。

即ら、本発明のＭＢ［＋成長装置は高真空下に保たれた
成長室内で、セル内に収納された原料を所定の方向に飛
行させ、該成長室内に支持された基板表面に上記原料を
付着させ単結晶として成長させるものであって、一つの
回転軸と、該基板を支持し、該回転軸を中心とする円の
周上に中心を有するように配置され該回転軸と連結され
た複数の基板ホルダと、該基板ホルダと平行に隔置され
、基板と原料分子線とを分離する第１仕切り板と、該第
１の仕切り板と垂直に配置され、該第１の仕切り板を支
持すると共に成長室内の原料セルを分割し原料分子線間
の混合を防止する第２の仕切り板とを含むことを特徴と
する。

か（して、本発明のＭＢＢ成長装置によれば、薄膜成長
中におけるセルシャッターの開閉を必要としないので、
このシャッターの開閉に伴う前記従来法の諸欠点を克服
することができ、しかも１回の成長操作により一度に複
数個の基板上に単結晶薄膜周期構造を形成することが可
能となる。

本発明のＭＢＥ成長装置において、基板ホルダは複数あ
り、その各々は回転軸を中心とする円の周上に配列され
、該回転軸に適当な手段で連結されていて該周に沿って
円運動できるような構成となっている。

また、該基板ホルダの基板支持側にこれと近接して平行
に第１の仕切り板が配置される。該第１仕切り板は一般
に基板ホルダよりも大きく全体として基板表面を分子線
から遮蔽しており、また適当な形状の複数の切り込みが
夫々以下に述べる各隔室に相当する位置に設けられてい
る。該切り込みの形状は前記回転軸の中心、即ち基板ホ
ルダの回転様式にもよるが、例えば前記回転軸を中心と
する円の中心からとった扇型状であり得、これは基板ホ
ルダの回転速度が一定である場合に有利である。また、
基板ホルダを所定の時間間隔で断続的に一定角度ずつ回
転させる場合には該切り込みの形状、寸法が１つの基板
が完全に分子線に曝露されるようにな、っている限り、
特に制限されない。

更に、該第１仕切り板の切り込みは手動もしくは自動的
に開閉し得、その大きさが調節し得るものであゲてもよ
い。例えば、該第１仕切り板のいずれかの側に同様な形
状の板を設６〕、これを手動もしくは自動的（例えば電
動式）に回転させることにより該切り込みの開閉を行な
うことができる。

あるいはまた、各切り込みを夫々独立に調節したい場合
には独立に移動させ０７る遮蔽板を該第１仕切り板のい
ずれかの側に設りてこれらを手動もしくは電動式に回転
または移動させ乙ことによ、ツ°ζ実現できる。

前記基板と第１仕切り扱もしくは遮蔽１反との間隔は異
常に大きくない限り特に制限されないが、該間隔を２ｍ
ｍ以内とすることにより良好な結果を得ることが可能で
ある。

この第１の仕切り板は、従来のＭ　Ｂ、Ｅ成長装置のセ
ルシャッターの開閉に相当する機能を有し、基板上に異
なる半導体薄膜を交互にもしくは所定の順序で周期的に
形成することを可能とするが、該第１仕切り板はセルシ
ャッターとは違って高溜、の原料セルの影響を受けるこ
とがないので分子線オーバーシュート、不純ガス発生に
よる悪影響から完全に回避される。

本発明のＭＢＥ成長装置の第２の仕切り板は該第１の仕
切り板の基板ホルダとは反対側にこれとは垂直に配置さ
れ、該第１仕切り板を支持・固定すると共に、同様にセ
ルシ、トノターの機能の一部を果たず。即ぢ、各原料分
子線相互の混合を防止する。この第２仕切り坂は１また
は複数であり（ｙ）、夫々基板ホルダ回転軸の中心にお
いて交叉し、該軸から放射状に伸ひた状態で設置され、
１「」結晶薄膜の周期構造を形成するのに必要な数の隔
室を成長室内に画成する。該隔室の各々の中には各７ｊ
ｊｌＩＲｔ層を形成するの乙こ必要とされる原オ′１セ
ルが設りられている。従って、各隔室におりるセルの数
番ｊ１または複数でありｆｊ７る。

本発明のＭＢＥ成長装置によれば、半導体薄膜周期構造
の周期は基板ホルダの回転周期を変えるごとにより容易
に変更することができ、また、異なる半導体薄膜の相互
の膜厚比は予め各原料セルの温度を調節して各原料分子
線の強度を制御することにより、また前記の遮蔽板など
を調節して５３子線の曝露時間を適当に調節することに
より節単に変゛えることができる。

以下、添イ１図を参照して記載される従来法と本発明と
の比較・実施例により本発明のＭＢＩＥ成長装置を更に
具体的に説明する。ただし、これらは単に本発明を例示
するものであって本発明を何等制限するものではない。

尖施准１１添付第３〜５図は本発明のＭＢＥ成長装置を説明するだ
めの図であり、第３図は成長室１を上から見た図である
。第一３図において、本発明のＭＢＢ成長装置は回転軸
１０、該軸を中心とする円周上に中心を持つように配置
された基板ボルダ１１、第１の仕切り板１２に、第２の
仕切り板１３およびセル１４．１５から主として構成さ
れている。

基板ボルダ１１は基板Ｉ６を支持し、該回転軸１０と支
持手段（回転支持棒）１７により連結され、回転軸１０
の回転に伴って所定の円周上を移動できるようになって
いる。

第１仕切り板１２は基板ホルダと平行に、かつ基板と近
接して（例えば２ｍｍの間隔をもって）設けられ、これ
は第４図に示すように例えば正方形であって適当な形状
の（本例では三角形の）切り込みａ、ｂがイリされてい
る。該切り込みａ、ｂは夫々第２の仕切り板１３によっ
て画成される隔室の位置に対応しており、原料セル１４
．１５の中心軸の延長線が該切り込みの中央（各基板ホ
ルダの中心に対応）を通るようになっている。また、該
切り込みの幅は例えば手動もしくは電動式で動作する遮
蔽板（図示せず）によって調節できるようになっている
。

第２の仕切り板１３は、本例では、回転軸１０を中心と
し、基板ホルダが配置されている円の直径方向に伸びた
一枚の板で構成され、第１仕切り板とは垂直に設けられ
２つの隔室Ａ、Ｂを画成している。隔室ＡおよびＢには
夫々セル１４および１５が設けられており、セル１４お
よび工５には夫々基板１６上に単結晶薄膜周期構造を形
成するに必要な半導体原料１８および１９が収納されて
いる。

基板ボルタ１１は第５図にｉｌＹ′綱に示したように、
外壁２０に取付Ｌノられ、外壁２０は回転支持棒１７に
連結されており、回転中心Ｒを中心として公転するよう
になっ−でいる。更に内壁２１が外壁２０とは独立に固
定されている。これにはヒータ線２２が設置されていて
、基板１６を加熱し、蒸着したＮ膜厚オ′）の再配列を
行い、薄膜の結晶性の制御ができるようになっている。

ヒータ線２２ば、基板ホルダ１１の公転軌道内において
、均一に分配されており、公転運動している基板ホルダ
１１は公転軌道内のどの位置においても、同一温度に保
たれるようになっている。

かくして、本発明のＭＢＢ成長装置によれば、薄膜層の
成長中はセルシャック−の開閉を必要としないので、こ
のシャッターの開閉に起因する従来法の諸欠点を克服す
ることが可能となる。

ｆ！ｕち、第３図〜第５図に示すような本発明による薄
膜周期構造の成長装置では、セルシャッターは富に開放
状態にあり、成長を終了するときのみ、セルシャッター
を閉しれば良い。この結果、セルシャッターの開閉を周
期的に行なう従来のＭＢＥ成長方法で問題になる、不純
ガスの発生や分子線強度の揺乱が成長途中において全く
起こらなくなり、含有不純物量の少ない、かつ周期性の
良い、ＩＩＩ〜Ｖ族化合物半導体薄膜周期構造を形成す
ることができる。

更に、−回の成長によって、複数枚の基板上に、同し周
期性並ひに特性を有する単結晶薄膜周期構造を形成する
ことができる。

本態様によるＭＢＥｌｉ長装置は、従来の気相エピタキ
シャル（ＶＰＥ　＞成長におりる二成長室法に類似して
いるが、ＭＢＩＥ成長法におりろう）７−線の方向性は
、ＶＰＥ成長方法におけるガス流の方向性よりも著しく
良いと名えられ、ゆえに第３図に示すように、同一平面
上で連続的に基板を回転運動さ−Ｉるという機構は、Ｖ
ＰＥ成長方法ではとり１背ない。

すなわち、ＶＰＥ成長方法ではガスの横方向への拡散が
ＭＢＥ成長におりる分子の場合に比へて大きいために、
仕切り板と基板との間隙でのガス流相互の混合も大きく
なる。現に現在のνＰＥ成長におりる二成長室法では、
１つの成長室内での成長が終われば、一旦その成長室か
ら基板を引き抜いた後、基板を次の成長室内に挿入する
という操作を行なっており、真に成長室出口部分での成
長ではない。

このような操作に比べて、本発明のＭＢＥ成長装置によ
れば、基板の引き抜きや挿入といった余分な操作が不要
となり、操作性が著しく簡略化され、ひいては成長層の
良好な連続性、周期性を得ることが容易となる。

第３図において仕切り板１３の両側に、異なるＩＩＩ族
元素１８および１９のセル１４および１５を備えた例に
ついて上述したが、２種類の半導体層を形成させるため
に必要な■族および■族原料を（＋：＃えた複数のセル
をそれぞれ仕切り板の両側に設りることにより種々の半
導体薄膜周期構造を形成することも勿論可能である。例
えば仕切り板の右側にＩｎ、　Ｇａ、Ａｓのセルを、左
側に奴、Ｇａ、　Ａｓ、、Ｓｂのセルを設りて、Ｉｒ１
ｘＧａｐ−ＸＡｓ層　ＡＳ！ｙ　Ｇａｐ−ｙＡｓ　ｚ　
Ｓｂ＋−ｚの周期多層構造を作製することができる。

“・・以下比較実験データを基にして本発明によるＭＢ
Ｅ成長装置の有用性を一層明確にする。

既に述べた。Ｊ−うに第２図に示すような従来のＭＢＥ
成長装置ではセルシャッタ−８および９を交互に一定の
周期で開閉することにより半導体薄膜周期構造を得てい
た。しかしながら、セルシャッターを閉鎖状態に維持す
ることに起因するいくつかの大きな問題があった。

まず、セルシャッターはその閉鎖中に加熱されて不純ガ
スを発生ずる。該不純ガスが成長中の薄膜内に取り込ま
れると、薄膜の電気特性の劣化を引き起こす。第６図、
第７図は、」二記の内容に関する測定結果を示したもの
である。まず、第６図は、四重極！ｆｆｉ分析装置を用
いて、セルシャッター８または９を閉じた後の、不純カ
ス量の変化を調べた結果である。これによればセルシャ
ッターを閉した直後にＨ３Ｏ＋やＣＯ＋の質量ピーク強
度が瞬間的ではあるが増大しており、不純ガス量が増大
していることが分かる。また、第７図は、例えばＩｎＧ
ａＡｓ単結晶薄肋において１７られた結果であるが、薄
膜内の残留不純物キャリア濃度が増大するほど電子移動
度が減少しており、電気特性が劣化していることがわか
る。

従来の装置では、以上のようなセルシャッターからの不
純ガス発生といった問題とは別に、セルシャッターを閉
したことによって、セル温度そのものが揺乱を受ｉ）る
結果、再度セルシャック−８または９を開いたときに、
原料６または７の分子線強度にオーバーシュートを引き
起こす。このことは、原料６または７から成る１ｎ−ｖ
族化合物半導体薄膜の膜厚制御性ならびに混晶の場合に
は薄膜組成の制御性を悪くする。第８図、第９図、第１
０図は上記の内容に関する測定結果をＩｌｌ族元素とし
てＩｎ、　Ｇａを有する混晶の場合について示したもの
である。

第８図は、真空ゲージを用いて、セルツヤツタ−を例え
ば約３分開閉した後、再び開いたときのＧａ分子線強度
（Ｔｏｒｒ、以下同じ）変化を測定した結果である。セ
ルシャッターを開いた直後に、分子線強度がオーバーシ
ュートし、その後本来の分子線強度に安定するまで１〜
２分を要することがわかる。オーバーシュートの大きさ
は異なるが、同様の現象は、Ｉｎ分子線強度でも観察さ
れた。

また第９図は例えば、ＩｎＰ基板上にＩｎｘ　Ｇａ１−
ＸＡ、ｓ成長したときのＩｎＧａＡｓとＩｎＰ基板の］
Δα／αＩｎＰ１　（ただし、ΔＱ−ＱＩｎＧａＡｓ−
αＩｎＰ　、αＩｎＧａＡｓばＩｎＧａＡｓの格子定数
、ＱＩｎＰはＩｎＰの格子定数）に対するＩｎとＧａの
フラックス強度比の影響を示したものである。第８図の
Ｇａ分子線強度のオーバーシュートは、そのまま第９図
のフラックス強度比の制御性の低下につながり、１Δａ
／αｌずなわちＩｎＸＧａ１−ＸＡｓ単結晶Ｎ膜の組成
制御性も低下する。

現に第８図で示したようなオーバーシュートの存在する
状態でＭＢＥ成長したＩｎつＧａ１−ＸＡｓ層の厚さ方
向の組成分布をオージェ電子分光（ＡＥＳ　）分析した
結果、第１Ｏ図に示すように、セルシャッター開放直後
、ずなわちＩｎＸＧａ１−ＸＡｓ層　Ｉｎ＋”基板界面
近傍でＩｎとＧａの組成比に勾配が見られ、組成制御性
が悪いことがわかる。

また、第１０図は同しく　ＩｎＰ基板上にＩ　ｎ　Ｑ、
５９　Ｇ　ａ　Ｏ，４？　Ａ　ｓ成長したときの■族元
素（Ｇａ、　Ｉｎ）の分子線強度と成長速度（μｍ　／
ｈｒ、　）との相関性について得られた実験結果を示し
たものである。第８図の場合では、オーバーシュートに
より、Ｇａ分子線強度は本来の強度の約１．２〜１．４
倍にまで上昇しており、また、Ｉｎ分子線強度において
もオーバーシュートが観測されていることから、第１１
図のＧａ＋Ｉｎビーム強度も１．２〜１．４倍以上の値
となり、成長速度も１．２〜１．４倍以上になる。この
ように、セルシャッターを開いた直後においては、成長
速度が設計値よりも大きくなっており、このことは、薄
膜々厚の制御性を低下さセる。このように第１図に示す
ような従来のｔｎ−ｖ族化合物半導体薄膜周期構造形成
のためのＭＢＥ成長装置においては、セルシャッターの
開閉によって■族分子線の切り換えを行なうことにより
、不純ガスの発生、分子線強度の揺乱を引き起こすこと
になり、このため薄膜の電気的特性を劣化させ、また膜
厚制御性、あるいは混晶の場合には薄膜組成制御性に悪
影響を及ぼし、薄膜周期構造を形成した際の周期性劣化
を引酋起こすという欠点を有する。

一方第３〜５図に示した本発明のＭＢＥ成長装置を用い
て作製したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶薄膜周期構
造に関する、成長実験条件の詳細を以下に示す。第３図
と同様の装置において、仕切り板１３で隔てられた両側
で、それぞれ２本（ｌｎとＧａ）づつセルを設しり、組
成の異なるＩｎＸＧａｌ−ＸＡｓ　（ＩｌＩＱ９）Ｇａ
、、ＪｌｓとＩ　ｎ　ＣＩＥＩＩ　Ｇ　ａ　Ｑ４４八Ｓ
）が交互に形成できるように、各セル温度を調整した。

そして、基板１６としてＩｎＰ基板を用い、公転運動の
周期は、３．５ｒｐｍとした。

この条件で、６０ｍ１ｎの成長を行い、成長後、ＩｎＰ
基板上に形成されたＩ　ｎ　ｃｔ、、＞　Ｇ　ａ　Ｑ５
０八ＳとＩ　ｎ　ｃｔｓｃ　Ｇ　ａ　ＩＭ　Ｉ　Ａ　ｓ
　Ｌこよる単結晶薄膜周期構造全体の厚みを精密測定し
た結果、１．９０μｍであった。このことから、基板の
公転運動１回転（１周期）の間に形成される膜の厚さは
約９０人であることが算出される。

一方１２図は、このようにし゛ζ作製した周期構造につ
いて、Ｘ線回折測定したときのスペク］・ルを示したも
のである。２θ−６２，８５ならびに２θ−６２，９５
付近に見られる各ピークはＩｎｌ’基板のＣｕＫヶ□、
Ｃｕ　Ｋ　ａｑピークとその上に形成したＩ　ｎ　ｍ　
Ｇ　ａ　（ｙ、ｙへＳとＩｎｏｓｅＧａｃ、４Ａｓによ
る単結晶薄膜周期構造の０次ピークのＣ：ｕＫ、（□、
ＣｕＫσ２ビークがそれぞれ重なったものである。さら
に、２θ−６１，７ならびに２θ−６４，１付近に見ら
れるそれぞれ２本のピークは、周期構造が規則正しく形
成されている場合にのみ現れるサイドハントピーク（±
１次）の、それぞれＣｕＫｃｉｔ、Ｃｕ　Ｋ　（Ｘ２ピ
ークに対応する。このサイドハントピークと、０次ピー
クの角度差から、周期構造の実際の周期が測定でき、第
１２図の場合、約８７人である。

この値は、先に算出した公転周期に対応する値９０人と
、測定誤差範囲内で良く一致している。

以上のことから、１周期９０人という極めて微１１１１
な周期構造が、極めて規則正しく形成されていることが
分かる。第５図の成長装置においては、基板の回転速度
をさらに人きくすることはヰ・αめて容易なことであり
、このことは、さらに微細なｑ！結晶薄膜周期構造を形
成することが容易であることを意味する。また、上記の
成長条件において、仕切り坂１３で隔てられた片側のみ
のセルを用いて、あえてＩｎｘＧａｐ−）＜Ａｓの一層
成長をおこなった試料ににいて厚さ方向の組成分布をＡ
ＥＳ分析り、　ｌコ結果、第１３図に示すように、Ｉｎ
ｘＧａ、−ＸＡＳ／　ｌｎｌ”基板界面近傍での組成比
の勾配が第１０図に比べて著しく改善され、組成分布が
均一になっている。このことから、本発明の成長方法を
用いると、セルツヤツタ−の開閉にイ２１′う分子線強
度の揺乱を解消でき、組成制御性を著しく向上できるこ
とが分かる。

また、第３図〜第５図の装置を用いて、１回の成長で得
た４枚のウェハーについて、それぞれの周期性を前述の
Ｘ線回折法を用いて測定した結果、それぞれ８６人、８
８人、８７人、８７人であった。すなわち、第５図のよ
うに配置された４枚の基板」二に形成された単結晶薄膜
周期構造の周期性は、測定誤差範囲内で同一である。本
実施例では、基板ホルダは４個設けたが、さらに多数個
の基板ホルダを設けて、同−周期性を有する用結晶薄１
漠ウェハーを量産することも可能である。

介ユ皇処果本発明のＭＢ１４成長装置によれば、分子線相互間に仕
切り板を設りることにより、分子線相互の混く周期性が
良く、かつ微細な単結晶Ｈ膜周期構造を節単に形成する
ことができる。更に、公転りＬ進上に複数個の基板ホル
ダを設けることによって、−回の成長で複数枚の基板上
に、同−周期性を有する単結晶薄膜周期構造を容易に形
成することが可能となり、本発明の工業的有用性は極め
て高いものであるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多重量子井戸型レーザーの、概略図、第２図は
ｍ−ｖ族化合物半導体単結晶薄膜周期構造を形成するた
めの従来のＭＢＥ成長装置を説明するための図、第３図
〜第５図は本発明のＭＢＩｚ成長装置を説明するための
図、第６図はセルシャッターからの不純ガス発生に関す
る測定結果、第７図ばＩｎ　Ｏ，１，３Ｇ　ａ　Ｏ，４
７Ａ　Ｓ単結晶薄膜の残留不純物キャリア濃度と電子移
動度との関係についての測定結果、第８図はセルシャッ
ク−開放直後における分子線強度オーバーシュートに関
する測定結果、第９図はＩｎＸＧａｐ−Ｊｓ組成と、■
族（ＩｎとＧａ）分子線強度比との関係についての測定
結果、第１０図はＩｎｘＧａ１−ウＡｓ眉の厚さ方向お
りるＡＥＳ分析結果、第１１図はＩｎ１ｏ、ｓ３Ｇ　ａ　Ｏ，４７八ｓ！結晶薄膜の成長速度と
、■族（Ｇａ→ｌ「１）転子線強度との関係についての
測定結果、第１２図毎本発明のＭＢＥ成長方法によって
作製した単結晶薄膜周期構造に関するＸ線回折測定結果
、第１３図はＩｎＸＧａ１−ＸＡｓ層の方向におけるＡ
ＥＳ分析結果をそれぞれ説明する図である。（主な参照番号）Ａ；Ｐ型ＧａＡｓ。Ｂ　：　Ｐ型　ｃ　ａ　ｘ　＃　＋−ｘ八ＳへＣ：ノン
ドーブＧａＡｓウェル、Ｄ：ノンドープＧａｘＡ５２１−ＸＡｓバリヤ、Ｅ　：
　ｎ型　Ｇａ４ＸＡｓ１・・成長室、２．１６・・基板、３．１１・・基板ボルダ、４．５．１４．１５・・セル
６．７．１８．１９・・原料、８．９・・セルシャッター、１０・・回転軸、１２・・
第１仕切り板、１３・・第２仕切り板、１７・・回転支
持棒、２０・・基板ボルダ外壁、２１・・基板ホルダ内
壁、２２・・ヒータ線特許出願人　工業技術院長　川田
裕部第７図第８図第１１図２σ 第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高真空下に維持された成長室内で、セル内に収納
された原料を所定の方向に飛行させ、該成長室内に支持
された基板表面に上記原料を付着させ単結晶として成長
させる分子線エピタキシャル成長装置であって、回転軸と、該回転軸を中心とする円の周」二に中心を有
するように配置され該回転軸と連結されている前記基板
を支持するための複数の基板ホルダと、該基板ホルダと
平行に隔置され、基板と原料分子線とを分離している第
１の仕切り板と、前記回転軸を中心としその半径方向に
該成長室を仕切り、単結晶薄膜周期構造を形成するのに
必要な原料収納セルを夫々収納する複数の隔室を画成す
る第２の仕切り板とを具備し、該第１の仕切り扱が該隔
室の各々に対応する位置に切り込みを有していることを
特徴とする上記分子線エピタキシャル成長装置。
（２）前記第１仕切り板の切り込みが前記回転軸を中心
とする扇型形状であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の分子線エピタキシャル成長装置。
（３）前記基板ホルダか所定の時間間隔で断続的に一定
角度づつ回転できるようになっており、前記第１仕切り
板の切り込みが基板を５ｊ子線に曝露するのに十分な寸
法および形状を有していることを特徴とする特許請求の
範囲第１または２項記載の分子線エピタキシャル成長装
置。
（４）前記第１仕切り板の切り込みがその大きさを調節
し得るようになっていることを特徴とする特許請求の範
囲第１または２項記載の分子線エビクキソヤル成長装置
。