JPS6212118A - 分子線エピタキシ装置 - 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】 □　　　　　　　〔発明の利用分野〕 本発明は１分子線エピタキシ装置にかかわシ。

特に、基板の結晶膜の質向上およびスループットの向上
に好適な分子線エピタキシ装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の一般的な分子線エピタキシ装置（例えばＵ　Ｓ　
Ｐ　４，２０１，１５２．　　Ｕ　Ｓ　Ｐ式９１へ７６
５）を第７図、第８図、第９図に示す。ＭＯブロックの
サセプタ７にはシつけられた基板８は、ロードロック室
３よシ装置内部へ搬入される。ロードロック室３の真空
が充分下った階段で、ゲートパルプ５を開け、トランス
ファーマニプレータ４を用いて。

サセプタ付基板を準備分析室２に導入する。この準備分
析室２には、結晶成長前のサセプタ付基板を１ｓｏｃａ
度に焼き出して清浄化したシ、結晶成長後の結晶膜表面
を観察するための測定機具が備え付けられている。準備
分析室２で清浄化されたサセプタ付基板は、トランスフ
ァーマニプレータ４′により成長呈１に挿入され、そこ
で結晶成長された後、再度準備分析室２を経てロードロ
ック室３よシ装置外部へ取り出される。基板８は、イン
ジュウムを接着剤がわシにしてＭＯの内外にはシつけら
れている。サセプタ７′上に基板８を取付板９でネジ止
メしたものである。６は分子線である。

このように従来の分子線エピタキシ装置では。

基板８をはりつけるサセプタ７．７′を結晶成長が終了
するたびに装置外の大気中に取り出したため、再使用の
ため、薬品洗浄、焼き出しを行なっても大気中のＨ，０
，Ｃｏ等がサセプタ表面に吸着し、結晶成長に悪影響を
与えていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、サセプタを常に真空中に保持してＨｘ
Ｏ，Ｃｏ等に汚染されるのを防止し、結晶膜の質を向上
させる分子線エピタキシ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕 上記の目的を達成するために１本発明は分子線エピタキ
シ装置の真空容器内で基板をサセプタから着脱する機構
を設け、結晶成長後の基板のみを大気中に引色出し、サ
セプタは、真空容器内につねに保存するようにしたもの
である。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の具体的実施例を第１図によシ示す。３は
、ロードロック室であシ、この室より基板のみを装置内
へ導入する。基板をロードロック室３に導入した後、ロ
ードロック室３を真空引きし、　１０−’　ＴＯｒｒ〜
ＩＱ−”　Ｔｏｒｒになった時点テケートハルプ５を開
けて、トランスファーマニプレータ４を用いて基板をサ
セプタ着脱室１１へ送シ込む。サセプタ着脱室１１には
、常に超高真空槽内に保持されるサセプタに上記の基板
を取付ける冶具が設けられ、サセプタと基板が一体化さ
れた後、ゲートパルプ５“を開け、トランスファーマニ
プレータ４“によシ、準備分析室２に送シ込む。

準備分析室２とサセプタ着脱室１１は、同室内に一体化
して設けることもできる。成長室１と準備分析室２間の
サセプタ付基板のやシとシは、トランスファーマニプレ
ータ４′を用いて行ない、結晶成長後の基板は、準備分
析室２を経由して、サセプタ着脱室１１にてサセプタか
らはずされる。

そして基板のみ、ロードロック室３よシ大気中に引き出
される。この実施例によると、大気にさらされるのは、
基板のみであシ、サセプタは常に真空中に維持される。

このため、サセプタは、大気中のＨｚ　Ｏ、Ｃｏ等の結
晶成長に悪影響を与える不純ガスの汚染を受けず、結晶
成長膜の良質化を゛　　高めることができる。なお、５
′はゲートパルプである。

第２図は、サセプタ着脱機構の具体的実施例を示したも
のである。即ち、サセプタを保持する第１のマニプレー
タは、ヒンジ１６で回転駆動するサセプタ保持アーム１
４を有しておシ、この保持アームは、バネ１５によシ閉
じる方向へ、また外部からの保持アーム駆動機構によっ
て開くようになっている。一対の保持アーム１４によっ
てつかまれたサセプタ７′には、伸び勝手のバネ１３に
よ）締シ勝手になっている３個の基板保持具１２を有し
ている。又基板８をサセプタ７′に押し当てる第２のマ
ニプレータは、基板８を水平かつ結晶面を下向きに積載
して基板積載台１７、保持具開閉突起１９および３コの
開閉突起１９を一体化した円板１８よシなる。基板積載
台１７は、中を堀シ込み、基板の結晶成長部がよごれな
いようになっている。基板８をサセプタ７′に取付ける
際は、まず、３コの開閉突起１９を上昇させて、サセプ
タの基板保持具の突起１２を押し、基板保持フック１２
ａを開く。フック１２ａが開いている間に、基板積載台
１７を上昇させて、基板をサセプタに押し当てる。次に
開閉突起１９を下げて。

フック１２ａを締め、最後に積載台１７を下げる。

この一連の作業によシ、サセプタ７′に基板を取付ける
ことができる。

この実施例により、基板７′をサセプタに取付けるのに
、従来のようにインジュウムを用いたシ、ネジ止めする
必要がなく、装置の外部よシ、動カフィードスルー機構
を用いて容易に行なうことができる。

第３図は、サセプタ着脱機構の他の実施例を示したもの
であシ、サセプタ７“はベイオネット２０を周部に２個
有している。第１のマニプレータは、第２図に示したも
のと同じである。基板８１は５周部が２個所カットされ
ており、そのカット部に基板積載台のエツジ２１ａが当
るようになっている。このエツジ２１ａの径はペイオネ
ット２０の内径よシ小さくしておシ、積載台２１を押し
上げても互いに衝突しないようになっている。

積載台２１を押し上げて水平かつ結晶面を下むきにした
基板８′をサセプタに押し当てた後、積載台２１をまわ
すと基板８′のエッジ８ａ部がベイオネット２０にはま
シ込み、基板８′をサセプタ７“に取付けることができ
る。この実施例でも、分子線エピタキシ装置内で基板８
′をサセプタに容易に取付けることができる。

第４図は、第３図で示したサセプタ７“のベイオネット
２０部断面図であシ、板バネ２２を設けることによシ、
基板８′をサセプタ７“に堅固に固定することができる
。

第５図は、第３図のサセプタの中部をまるくくシ抜いた
ものであシ、これによシ、サセプタ７“′の重量が軽く
、ハンドリングが容易となる。また、成長室内にて基板
に結晶を成長さす時、基板を裏側よｐ８００ＣＫ加熱す
る必要があ゛るが、図のようなサセプタ７“′を用いる
と、ヒータと基板との間に介在物がなくなり、加熱の均
一性、効率等を高めることができる。

第６図は１本発明の他の具体的実施例を示したものであ
り、ゲートバルブ５“によシ孤立された真空室にサセプ
タ焼き出し用ヒータを内蔵したものである。これにより
、結晶成長後基板を取りはずした、分子線源で汚染され
たサセプタを８００Ｃ〜１０００Ｃに加熱することによ
り、清浄化す　″一層内向上せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の分子線エピタキシ装置の説
明図で、第１図は分子線エピタキシ装置の外観図、第２
図はサセプタ着脱機構の実施例の説明図、第３図はサセ
プタ着脱機構の他の実施例の説明図、第４図はサセプタ
のバイオネット部所面図、第５図はサセプタの他の実施
例の外観図、１・・・成長室、２・・・準備分析室、３
・・・ロードロック室、　４．　４’・・・トランスフ
ァーマニプレータ、５・・・ゲートパルプ、６・・・分
子線源、７．７’・・・サセプタ、８・・・基板、９・
・・取付板、１０・・・ネジ、１１・・・丈セプタ着脱
室、１２・・・基板保持具１１２ａ・・・基板保持フッ
ク、１３・・・バネ、１４・・・サセプタ保持７−ム、
１５・・・バネ、１６・・・ヒンジ、１７・・・基板積
載台、１８・・・円板、１９・・・保持具開閉突起。 ２０・・・ベイオネツ）、２１・・・基板積載台、２２
・・・板バネ、２３・・・加熱用ヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板のみを真空槽内へ搬入し、もしくは大気側へ取
   り出すロードロック室、該ロードロック室より搬入され
   た基板を常時装置内部におかれるサセプタに着脱する真
   空槽内機構を有することを特徴とする分子線エピタキシ
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、基板をサセプタに
   着脱する真空槽内機構として、サセプタを保持する第１
   のマニプレータ、基板を該サセプタに押し当てる第２の
   マニプレータ、サセプタ上の基板保持機構、該基板保持
   機構を駆動するマニプレータ１、または２上の駆動機構
   を有することを特徴とする分子線エピタキシ装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、サセプタを焼き出
   しする専用真空室を備えたことを特徴とする分子線エピ
   タキシ装置。