JPS6080217A - 分子線発生装置 - Google Patents
分子線発生装置Info
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- JPS6080217A JPS6080217A JP18840483A JP18840483A JPS6080217A JP S6080217 A JPS6080217 A JP S6080217A JP 18840483 A JP18840483 A JP 18840483A JP 18840483 A JP18840483 A JP 18840483A JP S6080217 A JPS6080217 A JP S6080217A
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- JP
- Japan
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- heater
- molecular beam
- cracker
- heat
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
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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】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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はＡ Ｓ ２、Ｓｂ２、Ｐ２などの分子線を効率
よく発生させる分子線発生装置に関するものである。
よく発生させる分子線発生装置に関するものである。
従来の分子線エピタキシ装置において、例えばＡｓの分
子線を発生させるだめのセルは、第１図に示スヨウにセ
ル１の外周に沿ってヒータ線２を巻きその外側にリフレ
クタ６を設け、セル１の内部の金属ひ素を加熱しＡ ｓ
４を発生させていた。しかしＡｓ ４分子線で形成し
た成長膜とＡ ５２分子線で形成した成長膜とを較べる
と、Ａ Ｓ ２分子線で形成した成長膜の方がＧａＡｓ
膜中に形成される深いレベルの不純物濃度が小さく良質
の膜が得られ、またＡ Ｓ ２分子線を用いた方が低い
Ａｓ圧で膜を成長さぜることか＝ｒ能であシ、ひ素の消
費を抑えることにより分子線エピタキシ装置のひ素汚染
を改善し、成長結晶の生産性を向上させることが可能で
あることから、最近はＡＳ ２を発生する分子線発生装
置が使用されている。従来のＡ３２分子線発生装置は第
２図に示すように、内側下部に原料を保持するセル４の
外側下方に加熱用ヒータ５を巻き外側上方にはクラッカ
部分ヒータ６を巻いて、これらヒータ５．６の外側をリ
フレクタ７および８でそれぞれ蔽っている。セル４の内
部上方にはクラッカ板９を設け、該クラッカ板９と下部
の原料保持部４′との間には熱遮蔽板１０を設けてセル
４内の土部と下部との温度差を確保している。セル４の
下部内側に保持した金属ひ素をセル４の外側下方の加熱
ヒータ５の熱放射によって約３００℃に加熱しＡｓ ４
分子線を発生させる。セル４の上部にあるクラッカ板９
はクラッカ部分ヒータ６の熱放射によってセル４０下部
よシも高温に加熱する。このような状態でセル４の下部
から発生したＡＳ４分子線は高温のクラッカ板９に衝突
してＡＳ４→２Ａ Ｓ ２の熱分解を生じ、Ａ Ｓ ２
分子線が得られる。しかし上記の分子線発生装置では、
Ａｓ ４→２Ａｓ ２の反応が高効率におこる温度まで
クラッカ板９の温度を上昇させるにはクラ−ツカ部分ヒ
ータ６の温度をかなり上昇させなければならないが、こ
の場合熱遮蔽板１０でセル上部とセル下部の温度差を確
保することが難しくなり、セル下部の温度の制御性が悪
くなる。そのためクラッカ部分ヒータ６の温度が比較的
低く抑制されることになシ、高効率のＡｓ ａ→２ ’
ＡＳ ２反応を得ることが難しい。
子線を発生させるだめのセルは、第１図に示スヨウにセ
ル１の外周に沿ってヒータ線２を巻きその外側にリフレ
クタ６を設け、セル１の内部の金属ひ素を加熱しＡ ｓ
４を発生させていた。しかしＡｓ ４分子線で形成し
た成長膜とＡ ５２分子線で形成した成長膜とを較べる
と、Ａ Ｓ ２分子線で形成した成長膜の方がＧａＡｓ
膜中に形成される深いレベルの不純物濃度が小さく良質
の膜が得られ、またＡ Ｓ ２分子線を用いた方が低い
Ａｓ圧で膜を成長さぜることか＝ｒ能であシ、ひ素の消
費を抑えることにより分子線エピタキシ装置のひ素汚染
を改善し、成長結晶の生産性を向上させることが可能で
あることから、最近はＡＳ ２を発生する分子線発生装
置が使用されている。従来のＡ３２分子線発生装置は第
２図に示すように、内側下部に原料を保持するセル４の
外側下方に加熱用ヒータ５を巻き外側上方にはクラッカ
部分ヒータ６を巻いて、これらヒータ５．６の外側をリ
フレクタ７および８でそれぞれ蔽っている。セル４の内
部上方にはクラッカ板９を設け、該クラッカ板９と下部
の原料保持部４′との間には熱遮蔽板１０を設けてセル
４内の土部と下部との温度差を確保している。セル４の
下部内側に保持した金属ひ素をセル４の外側下方の加熱
ヒータ５の熱放射によって約３００℃に加熱しＡｓ ４
分子線を発生させる。セル４の上部にあるクラッカ板９
はクラッカ部分ヒータ６の熱放射によってセル４０下部
よシも高温に加熱する。このような状態でセル４の下部
から発生したＡＳ４分子線は高温のクラッカ板９に衝突
してＡＳ４→２Ａ Ｓ ２の熱分解を生じ、Ａ Ｓ ２
分子線が得られる。しかし上記の分子線発生装置では、
Ａｓ ４→２Ａｓ ２の反応が高効率におこる温度まで
クラッカ板９の温度を上昇させるにはクラ−ツカ部分ヒ
ータ６の温度をかなり上昇させなければならないが、こ
の場合熱遮蔽板１０でセル上部とセル下部の温度差を確
保することが難しくなり、セル下部の温度の制御性が悪
くなる。そのためクラッカ部分ヒータ６の温度が比較的
低く抑制されることになシ、高効率のＡｓ ａ→２ ’
ＡＳ ２反応を得ることが難しい。
本発明は効率よく２原子分子の分子線ビームを発生する
ことができる分子線発生装置を得ることを目的とする。
ことができる分子線発生装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明による２原子分子の
分子線を発生させる分子線エピタキシ用の分子線発生装
置は、内側下部に原料を保持し外側に断熱用のりフレフ
タを有するセルと、該セルの下部外周に渚ってリフレク
タとの間に巻いたヒータと、上記セル内の原料保持部の
上部に設けた熱遮蔽板とを備え、リフレクタで蔽われた
上記セル内の熱遮蔽板の上方にクラッカ用ヒータを設け
たことにより、セル内下方で発生した４原子分子の分子
線を上記クラッカ用ヒータに直接入射させて２原子分子
の分子線を得るようにしたものである。
分子線を発生させる分子線エピタキシ用の分子線発生装
置は、内側下部に原料を保持し外側に断熱用のりフレフ
タを有するセルと、該セルの下部外周に渚ってリフレク
タとの間に巻いたヒータと、上記セル内の原料保持部の
上部に設けた熱遮蔽板とを備え、リフレクタで蔽われた
上記セル内の熱遮蔽板の上方にクラッカ用ヒータを設け
たことにより、セル内下方で発生した４原子分子の分子
線を上記クラッカ用ヒータに直接入射させて２原子分子
の分子線を得るようにしたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第６図は本発明による２原子分子の分子線を発生させる
分子線発生装置の一実施例を示す構成図である。第６図
において本分子線発生装置は、内側下部に原料を保持し
外側に断熱用のりフレフタ７．８を有するセル４と、該
セル４の下部外周に沼ってリフレクタ７との間に巻いだ
ヒータ５と、上記セル４内の原料保持部４′の上部に設
けた熱遮蔽板１０とを備え、リフレクタ８で蔽われた上
記セル４内の熱遮蔽板１０の上方にクラッカ用ヒータ１
１を設けている。上記装置におけるセル４内の下部に原
料である金属ひ素を保持しヒータ５を加熱して金属ひ素
からＡ Ｓ ４分子線ビームが発生する３００ ℃程度
にセル４の内側下部の温度を上昇させる。セル４上部の
クラッカ用ヒータ１１を９００ ℃程度に加熱すると、
セル４の下部で発生したＡｓ４ビームはセル４上部のク
ラッカ用ヒータ１１に直接入射し、該クラッカ用ヒータ
１１の熱をうけて熱分解しＡ ８２分子線ビームを発生
する。本実施例は上記のようにＡＳ４分子線をクラッカ
用ヒータ１１に直接入射させてＡｓ４→２ Ａ Ｓ ２
の反応をおこさせるため、クラッカ用ヒータ１１の温度
は第２図に示した従来装置のクラッカ部分ヒータ６の温
度に較べて低くてもよく、入力パワーが少くてすむ。ま
た従来はセル４内の原料保持部４′に対するクラッカ部
分ヒータ６の温度の影響が大きがっただめ本実施例では
セル４内における上部から下部への熱放射が小さくなり
、かつ熱遮蔽板１ｏの介在によってセル４内の上部を従
来よりも高温にすることが可能であるから効率よく后２
分子線ビームを発生することができる。上記クラッカ用
ヒータ１１の形状は単コイル状のほか、２重コイル状、
すり林状あるいは石英管に巻付けるなど種々のものが考
えられるが、これらの形状にこだわらない。前記第２図
に示したクラッカ板９をクラッカ部分ヒータ６で加熱す
る間接加熱形の従来の分子線発生装置では、Ａｓ圧を良
質な膜形成に最適である１×１Ｏ−６ｔｏｎ程度に制御
しようとする場合にクラッカ部分ヒータ６に流ぜる電流
は３Ａ程度までであるが、上記クラッカ部分ヒータ６に
６Ａ以上の電流を流した場合でもクラッカ板９の温度を
９００ ℃程度に上げることは難しく、そのためにＡｓ
４→２ ＡＳ ２の反応がおこりにくい。さらにクラッ
カ部分ヒータロの入力パワーを上げると熱放射によって
セル４内下部の金属ひ素を加熱するだめＡ Ｓ ４分子
線が多く発生してしまい、高効率にＡＳ ２分子線を得
ることが難しくなる。これに対し本発明による分子線発
生装置は、クラッカ用ヒータ１１に２．５Ａ程度の電流
を流すことによって、クラッカ用ヒータ１１の温度をＡ
Ｓ４→２ＡＳ２の反応が効率よく行われる約９００℃の
温度に十分到達させることができ、上記クラッカ用ヒー
タ１１からセル４の下部への熱放射は従来装置に較べて
少く、Ａｓ圧は１ ｘ １Ｏ−６ｔｏ１１程度に十分制
御することができる。上記実施例はセル４内でＡｓ ａ
を加熱分解してＡ Ｓ ２分子線を発生させる場合につ
いて記したが、本発明の分子線発生装置を用いて５１）
４、Ｐ４などの他の４原子分子を加熱分解してＳｂ２、
Ｐ２などの２原子分子の分子線を上記同様に発生させる
ことができる。
分子線発生装置の一実施例を示す構成図である。第６図
において本分子線発生装置は、内側下部に原料を保持し
外側に断熱用のりフレフタ７．８を有するセル４と、該
セル４の下部外周に沼ってリフレクタ７との間に巻いだ
ヒータ５と、上記セル４内の原料保持部４′の上部に設
けた熱遮蔽板１０とを備え、リフレクタ８で蔽われた上
記セル４内の熱遮蔽板１０の上方にクラッカ用ヒータ１
１を設けている。上記装置におけるセル４内の下部に原
料である金属ひ素を保持しヒータ５を加熱して金属ひ素
からＡ Ｓ ４分子線ビームが発生する３００ ℃程度
にセル４の内側下部の温度を上昇させる。セル４上部の
クラッカ用ヒータ１１を９００ ℃程度に加熱すると、
セル４の下部で発生したＡｓ４ビームはセル４上部のク
ラッカ用ヒータ１１に直接入射し、該クラッカ用ヒータ
１１の熱をうけて熱分解しＡ ８２分子線ビームを発生
する。本実施例は上記のようにＡＳ４分子線をクラッカ
用ヒータ１１に直接入射させてＡｓ４→２ Ａ Ｓ ２
の反応をおこさせるため、クラッカ用ヒータ１１の温度
は第２図に示した従来装置のクラッカ部分ヒータ６の温
度に較べて低くてもよく、入力パワーが少くてすむ。ま
た従来はセル４内の原料保持部４′に対するクラッカ部
分ヒータ６の温度の影響が大きがっただめ本実施例では
セル４内における上部から下部への熱放射が小さくなり
、かつ熱遮蔽板１ｏの介在によってセル４内の上部を従
来よりも高温にすることが可能であるから効率よく后２
分子線ビームを発生することができる。上記クラッカ用
ヒータ１１の形状は単コイル状のほか、２重コイル状、
すり林状あるいは石英管に巻付けるなど種々のものが考
えられるが、これらの形状にこだわらない。前記第２図
に示したクラッカ板９をクラッカ部分ヒータ６で加熱す
る間接加熱形の従来の分子線発生装置では、Ａｓ圧を良
質な膜形成に最適である１×１Ｏ−６ｔｏｎ程度に制御
しようとする場合にクラッカ部分ヒータ６に流ぜる電流
は３Ａ程度までであるが、上記クラッカ部分ヒータ６に
６Ａ以上の電流を流した場合でもクラッカ板９の温度を
９００ ℃程度に上げることは難しく、そのためにＡｓ
４→２ ＡＳ ２の反応がおこりにくい。さらにクラッ
カ部分ヒータロの入力パワーを上げると熱放射によって
セル４内下部の金属ひ素を加熱するだめＡ Ｓ ４分子
線が多く発生してしまい、高効率にＡＳ ２分子線を得
ることが難しくなる。これに対し本発明による分子線発
生装置は、クラッカ用ヒータ１１に２．５Ａ程度の電流
を流すことによって、クラッカ用ヒータ１１の温度をＡ
Ｓ４→２ＡＳ２の反応が効率よく行われる約９００℃の
温度に十分到達させることができ、上記クラッカ用ヒー
タ１１からセル４の下部への熱放射は従来装置に較べて
少く、Ａｓ圧は１ ｘ １Ｏ−６ｔｏ１１程度に十分制
御することができる。上記実施例はセル４内でＡｓ ａ
を加熱分解してＡ Ｓ ２分子線を発生させる場合につ
いて記したが、本発明の分子線発生装置を用いて５１）
４、Ｐ４などの他の４原子分子を加熱分解してＳｂ２、
Ｐ２などの２原子分子の分子線を上記同様に発生させる
ことができる。
上記のように本発明による２原子分子の分子線を発生さ
せる分子線エピタキシ用の分子線発生装置は、内側下部
に原料を保持し外側に断熱用のリフレクタを有するセル
と、該セルの下部外周に沿ってリフレクタとの間に巻い
たヒータと、上記セル内の原料保持部の上部に設けた熱
遮蔽板とを備え、リフレクタで蔽われた上記セル内の熱
遮蔽板の上方にクラッカ用ヒータを設けたことにより、
セル内下方で発生した４原子分子の分子線を上記クラッ
カ用ヒータに直接入射させて加熱分解し２原子分子の分
子線を発生させるようにしだから、セル内上部の高温部
と下部の低温部との間の熱遮蔽が容易になり上部のクラ
ッカ用ヒータの温度を十分歯めることができ、効率よく
２原子分子の分子線ビームを発生することができる。ま
た高効率な２原子分子の分子線発生により原料の消費量
が減少し、良質な膜を形成することが可能である。
せる分子線エピタキシ用の分子線発生装置は、内側下部
に原料を保持し外側に断熱用のリフレクタを有するセル
と、該セルの下部外周に沿ってリフレクタとの間に巻い
たヒータと、上記セル内の原料保持部の上部に設けた熱
遮蔽板とを備え、リフレクタで蔽われた上記セル内の熱
遮蔽板の上方にクラッカ用ヒータを設けたことにより、
セル内下方で発生した４原子分子の分子線を上記クラッ
カ用ヒータに直接入射させて加熱分解し２原子分子の分
子線を発生させるようにしだから、セル内上部の高温部
と下部の低温部との間の熱遮蔽が容易になり上部のクラ
ッカ用ヒータの温度を十分歯めることができ、効率よく
２原子分子の分子線ビームを発生することができる。ま
た高効率な２原子分子の分子線発生により原料の消費量
が減少し、良質な膜を形成することが可能である。
第１図は従来の分子線発生装置の構成図、第２図は従来
の２原子分子の分子線を発生させる分子線発生装置の構
成図、第６図は本発明による２原子分子の分子線を発生
させる分子線発生装置の構成図である。 ４・・・セル ４・・・原料保持部 ５・・・ヒータ ７．８・・・リフレクタ１０・・・熱
遮蔽板 １１・・・クラッカ用ヒータ特許出願人 日本
電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助 牛Ｉ Ｉ ８３図 １Ｐ２図
の２原子分子の分子線を発生させる分子線発生装置の構
成図、第６図は本発明による２原子分子の分子線を発生
させる分子線発生装置の構成図である。 ４・・・セル ４・・・原料保持部 ５・・・ヒータ ７．８・・・リフレクタ１０・・・熱
遮蔽板 １１・・・クラッカ用ヒータ特許出願人 日本
電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助 牛Ｉ Ｉ ８３図 １Ｐ２図
Claims (1)
- 原料であるＡｓ ４、Ｓｂ４、Ｐ４などの■族元素の４
原子分子を加熱分解し、ＡＳ ２、Ｓｂ２、Ｐ２などの
２原子分子の分子線を発生させる分子線エピタキシ用の
分子線発生装置において、内側下部に原料を保持し外側
に断熱用のりフレフタを有するセルと、該セルの下部外
周に沼ってリフレクタとの間に巻いたヒータと、上記セ
ル内の原料保持部の上部に設けた熱遮蔽板とを備え、リ
フレクタで蔽われた上記セル内の熱遮蔽板の上方にクラ
ッカ用ヒータを設けたことを特徴とする分子線発生装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18840483A JPS6080217A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 分子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18840483A JPS6080217A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 分子線発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080217A true JPS6080217A (ja) | 1985-05-08 |
| JPH023536B2 JPH023536B2 (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=16223049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18840483A Granted JPS6080217A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 分子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080217A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021147702A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | ティー オー エス カンパニー リミテッドT.O.S Co., Ltd. | 単結晶金属酸化物半導体エピ成長装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694731A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-31 | Philips Nv | Method of forming epitaxial layer and semiconductor device formed of semiconductor substrate for imparting same layer |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP18840483A patent/JPS6080217A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694731A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-31 | Philips Nv | Method of forming epitaxial layer and semiconductor device formed of semiconductor substrate for imparting same layer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021147702A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | ティー オー エス カンパニー リミテッドT.O.S Co., Ltd. | 単結晶金属酸化物半導体エピ成長装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH023536B2 (ja) | 1990-01-24 |
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