JPS61122192A - 分子線エピタキシャル成長装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、蒸発物質を純化する構成にした分子線エピ
タキシャル成長装置に関する。

（従来の技術） 従来から知られているこの種の装置は、蒸発物質を大気
中において分子線セルに入れて、それを当該成長装置内
にセットする。しかし、このように大気中に蒸発物質を
さらすと、その大気中の酸素等と反応してしまう。

そこで、この装置内を１０４’Ｔｏｒｒ台に排気すると
ともに、その排気後に分子線セルを直接加熱して、当該
蒸発物質表面に付着した吸若物質や酸化物質、炭酸塩層
、水酸化物層を除去するようにしていた。

しかし、上記のようにして蒸発物質を純化する場合には
、当該蒸発物質を、結晶成長を行なう温度よりもかなり
高い温度で、しかも長時間熱しなければならない、この
ように加熱時間が長くなるのは、ＧａやＡ１を分子線セ
ル内で溶かした場合、蒸発物表面の酸化物等の不純物が
溶液中に熔は込む、ので、この不純物が上記溶液中から
抜は出すのに時間がかかるためである。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のように結晶成長を行なう前に、当該蒸発物質を高
温で長時間熱すると、その蒸発過程で当該蒸発物質が飛
散するので、その分、有効使用量が減少するという問題
があった。

また、蒸発物質の有効使用量が少なくなれば、その補給
回数が多くなるとともに、その補給のたび毎に真空の成
長室を大気に開放しなければならないので、結局、成長
室の排気回数も多くなる欠点があった。

この発明は、蒸発物質表面の不純物を効率よく除くとと
もに、その純化時間を短くした装置の提供を目的にする
。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、蒸発物質を
収納するとともに、分子線セルの輻射熱で当該蒸発物質
を溶融し、それを分子線セル内に滴下し、さらに、この
セル内に滴下した蒸発物質が分子線セルから蒸発したと
き、その蒸発物が周囲に付着する構成にした蒸発物供給
容器を、分子線セルの上方に、取外すし可能に設けた構
成にしている。

（本発明の作用） したがって、この発明によれば、分子線セル内に滴下し
た蒸発物質が、蒸発して蒸発物供給容器に付着するとと
もに、その付着した蒸発物が次第に粒子となってその径
を大きくし、自己の重みで再びセル内に落る。

このように蒸発と落下を繰り返すことによって、蒸発物
質を純化する。

（本発明の効果） 特許請求の範囲第（１）項記載の装置によれば、分子線
セルに滴下した蒸発物が蒸発して蒸発物供給容器に付着
するとともに、その付着した蒸発物が再び分子線セル内
に滴下するという過程で、当該蒸発物質が純化されるの
で、その純化行程で蒸発物質が減少するようなことがな
い。

また、蒸発物質はその純化の過程で蒸発し、還元ガスと
蒸発物質との衝突の割合が増えるので、それだけ純化の
時間を短くできる。

ざらに、蒸発物質の有効使用量が減少せず、それだけ蒸
発物質の補給回数も減るので、真空の成長室を大気に開
放することも少なくなり、それだけ排気効率も向上する
。

特許請求の範囲第（２）項記載の装置によれば、蒸発物
供給容器を円錐形にしたので、分子線セルから蒸発した
蒸発物が、この容器の外周に付着しやすく、シかも滴下
しやすくなる。

特許請求の範囲第（３）項記載の装置によれば、分子線
セルを結晶成長室から分子線セルを隔離できるので、蒸
発物質の補給の際にも、結晶成長室を大気に開放するこ
とがなくなる。

（本発明の実施例） 第１．２図に示した第１実施例は、結晶成長室１の下側
に、この成長室１と連続する分子線セル収納室２を設け
ている。そして、これら両室１．２は、図示していない
真空ポンプにより、所定の圧力に保持するとともに、結
晶成長室１には基板をセットしうるようにしている。

上記分子線セル収納室２には、分子線セルのルツボ３を
設け、このルツボ３の周囲にはヒータ４を設けている。

上記ルツボ３の上方には、円錐形にした蒸発物供給容器
５を、取外ずし自在に設けている。このようにした蒸発
物供給容器５は、その先端小径部に小孔６を形成すると
ともに、この小孔６とは反対端の開口縁に折返し鍔部７
を設けている。この鍔部７の外径は、ルツボ３の開口径
と同一かあるいはそれよりも大きくしてる。

なお、図中符号９は、ルツボ３内の蒸発物質８の温度を
測定する熱電対である。

しかして、蒸発物供給容器５をルツボ３の真上にセット
するとともに、この容器５内に蒸発物質８を装填する。

そして、バルブｌＯを開いて還元ガスを導入しつつヒー
タ４に通電してルツボ３を加熱する。このようにルツボ
３を加熱すると、その輻射熱によって蒸発物供給容器５
内の蒸発物質８が溶融し、小孔６から当該蒸発物質８が
ルツボ３内に滴下する。このルツボ３内に滴下した蒸発
物質８は、ざらにルツボ３で加熱されて蒸発し、蒸発物
供給容器５の外壁に付着する。このとき容器５には鍔部
７を設けているので、蒸発物の飛散率が減少するという
効果がある。

蒸発物供給容器５の外壁に付着した蒸発物は、粒子８ａ
となってその径を大きくし、自己の重みで再びルツボ３
内に滴下する。

なお、蒸発物供給容器５を円錐形にし、しかもその上側
開口部に鍔部７を形成したので、ルツボ３から蒸発した
物質が、当該容器５の外壁に付着しやすく、しかもその
付着した物質がルツボ３内に落下しやすくなる。

上記のように蒸発物質８の蒸発及び滴下を繰返すことに
よって、純度の高い蒸発物質が得られ。

しかも、蒸発物質８が蒸発したとき、それが蒸発物供給
容器５の外壁に付着し、再びルツボ３内に滴下されるの
で、当該蒸発物が飛散して消費されることがない、また
、上記蒸発物供給容器５を上下動自在にすることによっ
て、ヒータ４の輻射熱の影響を制御し、蒸発物質８の滴
下速度等を荘意に調整できる。

さらに、蒸発物質８が蒸発するとき、その表面積が大き
くなるので、それだけ純化に要する時間も短くなり、し
かも、当該分子線セル収納室２内に還元ガスを導入して
いるので、その時間が一層短縮される。

そして、蒸発物質８を純化する過程で、蒸発物供給容器
５内の蒸発物質８が全てルツボ３に滴下し、その純化が
終了したら、当該容器５を取除き、結晶成長室ｌに設け
た図示していない基板表面に、蒸発物質８を成長させる
。

なお、上記実施例では１分子線セル収納室２に還元ガス
を導入し、その還元ガスの雰囲気中で純化するようにし
ているが、必ずしも還元ガスの雰囲気中で純化させなく
てもよい、ただし、還元ガスの雰囲気中で純化させれば
、当該蒸発物質８の還元反応が速くなり、それだけ純化
に要する時間を短くできる。また、純化のプロセスを還
元プラズマ雰囲気中で行なうようにしても、純度の高い
蒸発物質を得ることができる。

第３図に示した第２実施例は、結晶成長室ｌと分子線セ
ル収納室２とを、バルブ１１で隔離しうるようにしたも
のである。

したがって、このバルブ１１を閉じて分子線セル収納室
２を結晶成長室ｌから隔離するとともに、この隔離した
分子線セル収納室２内に還元ガスを導入しながら純化プ
ロセスを行なうことができる。

第４図に示した第３実施例は、分子線セル収納室２に連
続して供給室１２を設けるとともに、これら両室２．１
２をバルブ１３で隔離しうるようにしている。

この第３実施例によれば、蒸発物供給容器５を分子線セ
ル収納室２に導入するのに、当該収納室２及び結晶成長
室ｌを大気にさらすことがなくなるので、排気効率等が
向上する。

【図面の簡単な説明】

図面第１．２図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は結晶成長室、分子線セル収納室及び分子線セル
の関係を示す概略図、第２図はルツボと蒸発物供給容器
の断面図、第３図は第２実施例を示す概略図、第４図は
第３実施例を示す概略図である。 １・・・結晶成長室、２・・・分子線セル収納室、５・
・・蒸発物供給容器、６・・・小孔、８・・・蒸発物質
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発物質を収納するとともに、分子線セルの輻射
   熱で当該蒸発物質を溶融し、それを分子線セル内に滴下
   し、さらに、このセル内に滴下した蒸発物質が分子線セ
   ルから蒸発したとき、その蒸発物が周囲に付着する構成
   にした蒸発物供給容器を、分子線セルの上方に、取外ず
   し可能に設けた分子線エピタキシャル成長装置。
2. （２）蒸発物供給容器を円錐形状にしてその先端小径部
   を分子線セルに対向させるとともに、この先端小径部に
   、溶融した蒸発物質を分子線セルに滴下させる小孔を形
   成した特許請求の範囲第（１）項記載の分子線エピタキ
   シャル成長装置。
3. （３）結晶成長室から隔離しうる分子線セル収納室を設
   け、この分子線セル収納室に、分子線セルと蒸発物供給
   容器とを備えるとともに、この収納室中を還元ガス雰囲
   気に保った特許請求の範囲第（１）項記載の分子線エピ
   タキシャル成長装置。