JPS62108517A - 分子線源 - Google Patents
分子線源Info
- Publication number
- JPS62108517A JPS62108517A JP24702285A JP24702285A JPS62108517A JP S62108517 A JPS62108517 A JP S62108517A JP 24702285 A JP24702285 A JP 24702285A JP 24702285 A JP24702285 A JP 24702285A JP S62108517 A JPS62108517 A JP S62108517A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- heater
- molecular beam
- pores
- cracker
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- Pending
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- 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１分子線結晶成長（ＭＢＥ）装置に係り、特に
結晶原料の突沸等に伴う成長結晶表面の欠陥を大巾に低
減するに好適な分子線源（Ｋ−セル）に関する。
結晶原料の突沸等に伴う成長結晶表面の欠陥を大巾に低
減するに好適な分子線源（Ｋ−セル）に関する。
従来のＭＢＥ成長用分子線セルの構造は、高橋清編著２
分子線エピタキシー技術（工業調告会発）行）第３章分
子線エピタキシー装置図３．７（Ｐ６３）に見られる様
に、分子線原料充填用のルツボの分子線噴出には、完全
な開放形となっている。このため溶隔した金属が内蔵ガ
ス、あるいはそれ自身のガス化し、該ガスが溶隔原料金
属表面で開放される際に、溶隔金属を小塊として飛散さ
せこの飛沫が結晶成長基板表面に付着し表面欠陥を発生
させる。この様に従来の分子線セルは誤飛沫を防止する
工夫がなされていなかった。
分子線エピタキシー技術（工業調告会発）行）第３章分
子線エピタキシー装置図３．７（Ｐ６３）に見られる様
に、分子線原料充填用のルツボの分子線噴出には、完全
な開放形となっている。このため溶隔した金属が内蔵ガ
ス、あるいはそれ自身のガス化し、該ガスが溶隔原料金
属表面で開放される際に、溶隔金属を小塊として飛散さ
せこの飛沫が結晶成長基板表面に付着し表面欠陥を発生
させる。この様に従来の分子線セルは誤飛沫を防止する
工夫がなされていなかった。
本発明の目的は、従来の分子線源の欠点を改良し、表面
欠陥の原因となっていた溶隔金属の飛沫が発生しない構
造の分子線セル（Ｋ−セル）を提供することにある６ ｆ発明の概要〕 ＭＢＥに限らず蒸着法で薄膜を形成する際の蒸発金属の
飛沫が、被蒸着基体面に付着するのを防止するには、被
着基板面から蒸発源を見た時、蒸発源中の蒸発金属が直
視できない蒸発源（分子線源）構造としなければならな
い、この条件を濶足した蒸発源を実現するため１通常蒸
発源の開口部に多孔板数板（２〜４枚）を隣接する２枚
の多孔板の孔同志が重ならない様に配置している。
欠陥の原因となっていた溶隔金属の飛沫が発生しない構
造の分子線セル（Ｋ−セル）を提供することにある６ ｆ発明の概要〕 ＭＢＥに限らず蒸着法で薄膜を形成する際の蒸発金属の
飛沫が、被蒸着基体面に付着するのを防止するには、被
着基板面から蒸発源を見た時、蒸発源中の蒸発金属が直
視できない蒸発源（分子線源）構造としなければならな
い、この条件を濶足した蒸発源を実現するため１通常蒸
発源の開口部に多孔板数板（２〜４枚）を隣接する２枚
の多孔板の孔同志が重ならない様に配置している。
ＭＢＥ用分子線源においても蒸発金属の飛沫による表面
欠陥を防止するためには上記の様に多孔板を多数枚重ね
てルツボ開口部を覆った構造とするのが簡単な効果的な
方法である。しかし、ＭＢＥ、特にｍ−ｖ化合物半導体
のＭＢＥではＡｌｌ、Ｇａなどの活性な材料を用い、且
つ高純度である必要から自ずとルツボ材料が限定される
。現在ＭＢＥのルツボ材料としてはＰＢＮ （熱分解気
相成長ボロンナイトライド）または、高密度、高純度カ
ーボンが用いられている。また該材料で作られたルツボ
中に充填した原料の加熱蒸発法としてはルツボ外側に設
けたヒータで加熱する傍熱形が一般的である。しかしそ
の温度分布は第１図に示す様にルツボ開口部で急激に温
度が低下する。このためルツボ開口部に多孔板を設けた
場合たちまち多孔板の孔が蒸発金属でつまり同分子線源
は使用不能となる。この温度低下を防ぐためにルツボ開
口部付近の発熱ヒータ線の巻数の密度を上げたり、ヒー
タを多分割し、各々のヒータを別々に温度制御する構造
としているが、その効果が充分でなかったり、構造が複
雑で且つ熱効率が悪いなどの問題点がある。この様な多
孔板をルツボ開口部に設けた構造の分子線源で多孔板の
孔づまりを簡単な方法で防止し効率の良い分子線源を実
現するためには多孔板に直接通電して２次蒸発用ヒータ
とする。
欠陥を防止するためには上記の様に多孔板を多数枚重ね
てルツボ開口部を覆った構造とするのが簡単な効果的な
方法である。しかし、ＭＢＥ、特にｍ−ｖ化合物半導体
のＭＢＥではＡｌｌ、Ｇａなどの活性な材料を用い、且
つ高純度である必要から自ずとルツボ材料が限定される
。現在ＭＢＥのルツボ材料としてはＰＢＮ （熱分解気
相成長ボロンナイトライド）または、高密度、高純度カ
ーボンが用いられている。また該材料で作られたルツボ
中に充填した原料の加熱蒸発法としてはルツボ外側に設
けたヒータで加熱する傍熱形が一般的である。しかしそ
の温度分布は第１図に示す様にルツボ開口部で急激に温
度が低下する。このためルツボ開口部に多孔板を設けた
場合たちまち多孔板の孔が蒸発金属でつまり同分子線源
は使用不能となる。この温度低下を防ぐためにルツボ開
口部付近の発熱ヒータ線の巻数の密度を上げたり、ヒー
タを多分割し、各々のヒータを別々に温度制御する構造
としているが、その効果が充分でなかったり、構造が複
雑で且つ熱効率が悪いなどの問題点がある。この様な多
孔板をルツボ開口部に設けた構造の分子線源で多孔板の
孔づまりを簡単な方法で防止し効率の良い分子線源を実
現するためには多孔板に直接通電して２次蒸発用ヒータ
とする。
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
実施例
第１図は、本発明の分子線源を平面図〔同図（ａ）〕と
側断面図【同図（ｂ）〕で示したものである。図中（１
）は原料金属を入れるオープンタイプＰＢＮルツボ、（
２）は該ルツボ中の原料金属を加熱蒸発させるためのＰ
ＢＮヒータサポートに取付けられた発熱ヒータ線、（４
）は該ヒータからの発熱が外部にもれるのを防ぐための
タンチル熱シールド、（５）はルツボの温度を検出し、
制御するための熱電対、（６）は、該分子線源のモリブ
デン製外筒である。（７）はＰＢＮルツボ用口部に密着
して取付られ、且つ取はずし可能な高密度、高純度カー
ボン板からなる多孔板（１１）を本実施例では３枚重ね
たクラッカである。該クラッカーには通電用タンタルリ
ボン（８）がビス（９）で取りつけられており、電流を
流すことにより発熱し、ヒータとしての動作を兼ねてい
る。このヒータ（７）には温度制御用熱電対（１０）が
取りつけられておリヒータの温度を任意の温度で制御で
きる様にしである。溶隔した原料金属（１２）からの蒸
発金属及び飛沫は、カーボン製ヒータ（クラッカ）（７
）のルツボ開口部に最も近い第１の多孔板の孔を通って
第２孔の孔の多孔板に達するが、第２の多孔板の孔の位
置は第１の多孔板の孔の幾何学的位置は、ずれており、
直接力３の多孔板すなわち金属蒸気が外部に噴出する最
後の多孔板には直接到達できない、特に飛沫で飛沫する
溶隔金属小塊は、ここで金属蒸気化される。万−第２の
多孔板を溶隔金属飛沫の形で通過したとしても第３の多
孔板でガス化されるため、被蒸着物面上には、原料金属
は総てガス状態で到達することになり、飛沫小塊により
蒸着膜面上における表面欠陥いわゆるオーパルプエフェ
クト等の発生は皆無にすることが出来た。なお、本分子
線源では、金属飛沫分解のためのクラッカ（７）がヒー
タを兼ねているため従来の分子線源で問題となっていた
開口部、即ちガス放出部での温度低下は全くなく、多孔
板の小孔が蒸発金属でつまるなどの問題は全く生じなか
った。
側断面図【同図（ｂ）〕で示したものである。図中（１
）は原料金属を入れるオープンタイプＰＢＮルツボ、（
２）は該ルツボ中の原料金属を加熱蒸発させるためのＰ
ＢＮヒータサポートに取付けられた発熱ヒータ線、（４
）は該ヒータからの発熱が外部にもれるのを防ぐための
タンチル熱シールド、（５）はルツボの温度を検出し、
制御するための熱電対、（６）は、該分子線源のモリブ
デン製外筒である。（７）はＰＢＮルツボ用口部に密着
して取付られ、且つ取はずし可能な高密度、高純度カー
ボン板からなる多孔板（１１）を本実施例では３枚重ね
たクラッカである。該クラッカーには通電用タンタルリ
ボン（８）がビス（９）で取りつけられており、電流を
流すことにより発熱し、ヒータとしての動作を兼ねてい
る。このヒータ（７）には温度制御用熱電対（１０）が
取りつけられておリヒータの温度を任意の温度で制御で
きる様にしである。溶隔した原料金属（１２）からの蒸
発金属及び飛沫は、カーボン製ヒータ（クラッカ）（７
）のルツボ開口部に最も近い第１の多孔板の孔を通って
第２孔の孔の多孔板に達するが、第２の多孔板の孔の位
置は第１の多孔板の孔の幾何学的位置は、ずれており、
直接力３の多孔板すなわち金属蒸気が外部に噴出する最
後の多孔板には直接到達できない、特に飛沫で飛沫する
溶隔金属小塊は、ここで金属蒸気化される。万−第２の
多孔板を溶隔金属飛沫の形で通過したとしても第３の多
孔板でガス化されるため、被蒸着物面上には、原料金属
は総てガス状態で到達することになり、飛沫小塊により
蒸着膜面上における表面欠陥いわゆるオーパルプエフェ
クト等の発生は皆無にすることが出来た。なお、本分子
線源では、金属飛沫分解のためのクラッカ（７）がヒー
タを兼ねているため従来の分子線源で問題となっていた
開口部、即ちガス放出部での温度低下は全くなく、多孔
板の小孔が蒸発金属でつまるなどの問題は全く生じなか
った。
本発明によれば、蒸発金属と反応しないカーボン多孔板
をヒータと突沸飛沫阻止用のクラッカーとして用いるこ
とにより、突沸飛沫で生じる蒸着膜上の表面欠陥、いわ
ゆるオーパルプエフェクトを完全に防止することが出来
た。特に該クラッカーがヒータを兼ねているため、ガス
出射面での温度低下がなくなり、ガス噴出小孔の蒸発金
属により目づまりが完全に防止できた。なお本実施例で
は３枚の多孔板多孔板を重ねて用いた例を示したが、該
多孔板板の孔の大きさを充分に小さくすれば、１枚でも
２枚でも充分な効果をあげることが出来ることは言うま
でもないし、枚数を多くすればする程効果が更に良くな
ることも言うまでもない。この様に本発明の分子線源を
用いたＭＢＥ成長では、従来化合物半導体ＭＢＥで問題
となっていた表面欠陥、特に蒸発金属の飛沫小塊による
欠陥と完全に防止でき、その工業的効果は特に顕著であ
る。また本分子線源は溶隔タイプの蒸発金属のみならず
Ａｓ、Ｐのごとき昇華タイプの金属にも用いても効果が
絶大であることは論を待たない。
をヒータと突沸飛沫阻止用のクラッカーとして用いるこ
とにより、突沸飛沫で生じる蒸着膜上の表面欠陥、いわ
ゆるオーパルプエフェクトを完全に防止することが出来
た。特に該クラッカーがヒータを兼ねているため、ガス
出射面での温度低下がなくなり、ガス噴出小孔の蒸発金
属により目づまりが完全に防止できた。なお本実施例で
は３枚の多孔板多孔板を重ねて用いた例を示したが、該
多孔板板の孔の大きさを充分に小さくすれば、１枚でも
２枚でも充分な効果をあげることが出来ることは言うま
でもないし、枚数を多くすればする程効果が更に良くな
ることも言うまでもない。この様に本発明の分子線源を
用いたＭＢＥ成長では、従来化合物半導体ＭＢＥで問題
となっていた表面欠陥、特に蒸発金属の飛沫小塊による
欠陥と完全に防止でき、その工業的効果は特に顕著であ
る。また本分子線源は溶隔タイプの蒸発金属のみならず
Ａｓ、Ｐのごとき昇華タイプの金属にも用いても効果が
絶大であることは論を待たない。
第１図は、本発明の分子線源（セル）を示す図であり、
同図中（ａ）は、その平面図、（ｂ）はその側断面図で
ある。
同図中（ａ）は、その平面図、（ｂ）はその側断面図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、分子線結晶成長用分子線源において、蒸発金属の出
射部分に通電可能なクラッカー用多孔板を設けたことを
特徴とする分子線源。 ２、前記多孔板の材質としてカーボン又はグラファイト
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
分子線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24702285A JPS62108517A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 分子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24702285A JPS62108517A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 分子線源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108517A true JPS62108517A (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=17157237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24702285A Pending JPS62108517A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 分子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62108517A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02204391A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-14 | Hitachi Ltd | 分子線源用るつぼおよびそれを用いた分子線エピタキシャル成長膜の形成方法 |
| US6478876B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-11-12 | Masaji Asamoto | Apparatus for coating a body by using ion plating |
| US6863750B2 (en) | 2000-05-22 | 2005-03-08 | Cabot Corporation | High purity niobium and products containing the same, and methods of making the same |
| US20170349999A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-12-07 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Filter device to remove particles from a vapour stream |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP24702285A patent/JPS62108517A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02204391A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-14 | Hitachi Ltd | 分子線源用るつぼおよびそれを用いた分子線エピタキシャル成長膜の形成方法 |
| US6478876B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-11-12 | Masaji Asamoto | Apparatus for coating a body by using ion plating |
| US6863750B2 (en) | 2000-05-22 | 2005-03-08 | Cabot Corporation | High purity niobium and products containing the same, and methods of making the same |
| US20170349999A1 (en) * | 2014-12-19 | 2017-12-07 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Filter device to remove particles from a vapour stream |
| US10941482B2 (en) * | 2014-12-19 | 2021-03-09 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Filter device to remove particles from a vapour stream |
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