JPS62287616A

JPS62287616A - 分子線エピタキシヤル装置のシヤツタ構造

Info

Publication number: JPS62287616A
Application number: JP13222286A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ishida; 祐士石田; Masahito Mushigami; 雅人虫上; Haruo Tanaka; 田中　治夫
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1987-12-14
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JP2526036B2

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、半導体デバイス、特に、オプトエレクトロニ
クスデバイスや高周波デバイスの製造に使用される分子
線エピタキシャル装置において、結晶成長室内のセルの
開口部に配置されるシャッタ構造に関する。

（従来の技術）分子線エピタキシャル装置は、超高真空中において、ア
ルミニウム（ＡＣ）やガリウム（Ｇａ）などの蒸発物質
をセル内に入れて高温に熱し、このセルの開口部から出
る分子線を基板に当てることにより、この基板上に薄膜
を形成する真空蒸着装置の一種である。このような分子
線エピタキシャル装置のセル部分の構成を第６図に示す
。

第６図において、るつぼ状のセル２０は、内部に蒸発物
質２Ｉを収納し、かつ、この蒸発物質２１を加熱するた
めのヒータ２２を備えている。セル２０の開口部２０ａ
には、蒸発物質２１の分子線をコントロールするための
シャッタ２３が配置されている。シャッタ２３の開口部
２０ａに対する開閉は、通常、シャッタ２３の一端を支
持したシャフト２４の回転にて行なわれる。

また、第６図に示したシャッタ２３は単なる平板状であ
るが、そのようなシャッタ２３には、第７図のように、
補強リブ２３ａを成型加工する場合がある。

（発明が解決しようとする問題点）第６図および第７図に示したシャッタ２３の内面には、
蒸発材料２１が蒸発して付着成長することにより、堆積
物２１ａができる。これに対し、従来のシャッタ２３は
平板状であり、しかもセル２０の開口部２０ａの開口面
２０ｂと平行状に回動して開閉するため、その開閉時に
、前記堆積物２１ａがセル２０の開口縁部に引っ掛かり
、シャッタ２３の開閉に支障をきたすことがあった。

また、エピタキシャル成長では、セル２０の内部が１０
００〜１３００℃の高温に達するにもかかわらず、セル
外部の雰囲気が液体窒素で冷却されるため、その境界と
なるシャッタ２３の表面と裏面とでは大きな温度差が生
じる。このため、従来の平板状のシャッタ２３では、第
７図のように補強リブ２３ａを設けても、シャッタ２３
の温度差による直接の歪みや、シャッタ２３とその裏面
の堆積物２１ａとによるバイメタル効果により、シャッ
タ２３が第８図のようにシャフト２４側から先端側に外
向きに湾曲した。

その結果、シャッタ２３の開口部２０ａに対する遮蔽効
果が失われて、分子線が正確にコントロールされなくな
り、精密なエピタキシャル成長を損なうという問題もあ
った。

以上のような事情から、従来の分子線エピタキシャル装
置では、早期に稼動に支障が生じ、度々運転を停止して
シャッタを取り換える等の処置を行う必要があった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するため、蒸発
材料の蒸発にてできるシャヅタ裏面の堆積物が、シャッ
タの開閉時、セルの開口縁部に引っ掛かることがなく、
しかも、シャッタのバイメタル効果による変形を防止で
きる分子線エピタキシャル装置のシャッタ構造を提供す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するため、本発明は、蒸発物質の分子線
を制御するために、結晶成長室内のセルの開口部に設け
られたシャッタを、その内面が凹となるキャップ状に形
成した。

（作用）シャッタ内面が凹状であるため、セル内の蒸発物質が蒸
発してシャッタ内面に多量に堆積した場合でも、その堆
積物はシャッタ内に収まる状態となる。したがって、シ
ャッタの開閉時、蒸発物質の堆積物がセルの開口縁部に
引っ掛かることがない。また、シャッタがキャップ状で
あるため、前記堆積固定物とシャッタとによるバイメタ
ル効果もない。

（実施例）第３図は、本発明の一実施例にかかる分子線エピタキシ
ャル装置の概略構成図である。

この分子線エピタキシャル装置では、超高真空の結晶成
長室ｌ内に基板２が置かれ、その萌方に複数のセル３が
、その開口部（第１図）３ａを基板２に向けて配置され
ている。

そして、セル３は、第１図のように、内部に蒸発物質４
を収納し、かつ、蒸発物質４を加熱するためのヒータ５
を備えたるつぼ状の容器である。

セル３の開口部３ａには、基板（第３図）２に当てる蒸
発物質４の分子線をコントロールするため、モリブデン
（Ｍ　ｏ）またはタンタル（Ｔ　ａ）等からなるシャッ
タ６が配置されている。シャッタ６の一端はシャフト７
に支持され、このシャフト７が結晶室ｌ外部の摘み８に
より回されることにより、シャッタ６がセル３の開口面
３ｂと平行状に回動するようになっている。

また、第１図のように、シャッタ６は、その内面６ａが
凹となるキャップ状に形成されている。

この例では、シャッタ６は断面山形に凹入している。

上記構成において、シャッタ６の内面６ａは凹となって
いるので、セル３内の蒸発物質４が蒸発してシャッタ６
の内面に多量に堆積した場合でも、その堆積物４ａはシ
ャッタ６内に収まる。したがってシャッタ６の開閉時、
前記堆積物４ａがセル３の開口縁部（第２図）３ｃに引
っ掛かって、シャッタ６の開閉動作に支障をきたすこと
がない。

また、セル３の内部は、前記蒸発物質４の蒸発のため、
１０００〜１３００°Ｃの高温に加熱されるので、結晶
成長室ｌ内は液体窒素で冷却される。

すなわち、シャッタ６の裏面側はセル３内の高温にさら
され、また、表面側は液体窒素により冷却されるが、シ
ャッタ６はキャップ状であるため、前記堆積物４ａとシ
ャッタ６とによるバイメタル効果がなく、したがって反
りかえってセル３の開口部３ａとの間に隙間を形成する
ようなことがなく、精密なエピタキシャル成長が行なわ
れる。

なお、第４図のように、シャッタ６の開口部３ａに対す
る開閉は、レバー９の押し引きにて行う場合らある。ま
た、シャッタ６の形状は第１図のような断面山形には限
定されず、例えば、第５図のような有底形のキャップ状
とすることもできる。

（効果）本発明の分子線エピタキシャル装置のシャッタ構造によ
れば、セルの開口部を開閉するシャッタが、その内面が
凹となるキャップ状に形成されるので、蒸発材料の蒸発
にてできるシャッタ内面の堆積物が多くても、この堆積
物はシャッタの凹部内に収まり、該堆積物がシャッタの
開閉時、セルの開口線部に引っ掛かってシャッタの開閉
動作に支障をきたすことがなく、しかも、シャッタのバ
イメタル効果による変形を防止して精密なエピタキシャ
ル成長を行わせることができる。したがって、分子線エ
ピタキシャル装置を長期にわたって支障なく連続運転で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるシャッタ構造を備え
たセル部の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視図、
第３図は分子線エピタキシャル装置の概略構成図、第４
図はシャッタの他の開閉手段を示す正面図、第５図はシ
ャッタの変形例を示す断面図、第６図は従来のシャッタ
の使用状態を示す断面図、第７図は従来のシャッタの変
形例を示す側面図、第８図は第６図のシャッタの説明図
である。１・・・結晶成長室、３・・・セル、３ａ・・・開口部
、３ｂ・・・開口面、４・・・蒸発物質、６・・・シャ
ッタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結晶室内で蒸発物質の分子線を制御するためにセ
ルの開口部にシャッタが設けられた分子線エピタキシャ
ル装置のシャッタ構造において、前記シャッタを、その
内面が凹となるキャップ状に形成したことを特徴とする
分子線エピタキシャル装置のシャッタ構造。