JPS6272113A - 分子線結晶成長装置 - Google Patents

分子線結晶成長装置

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JPS6272113A
JPS6272113A JP21290585A JP21290585A JPS6272113A JP S6272113 A JPS6272113 A JP S6272113A JP 21290585 A JP21290585 A JP 21290585A JP 21290585 A JP21290585 A JP 21290585A JP S6272113 A JPS6272113 A JP S6272113A
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JP
Japan
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growth
group
electron gun
evaporation source
molecules
Prior art date
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Pending
Application number
JP21290585A
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English (en)
Inventor
Masaya Mannou
萬濃 正也
Mototsugu Ogura
基次 小倉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はm−v族化合物半導体の分子線結晶成長装置
に関し、成長結晶の品質および品質の再現性と装置の稼
動率を向上させた分子線結晶成長装置に係わる。
従来の技術 近時、ガリウムGaやアルミニウムAt、インジウムI
n等の■族元素および砒素A8、燐P等の■族元素を成
長用材料として、超高真空中でこれらを原子または分子
線の形で照射してGaAs、AAGaAs 、InP 
 あるいは工nGaAsP等のm−v族化合物半導体結
晶をG a A sあるいはInP 等の基板結晶上に
分子線結晶成長する方法が注目されている。
第2図は従来のこの方法による分子線結晶成長装置の一
例を示す概略構成図である。図において、1は成長槽、
2はGa、At等のm族成長用材料およびへ8等の■族
成長用材料を充填した蒸発源、3は蒸発源を隔離する冷
却容器、3′は蒸発源から放出されるcoなどのガスを
吸着し、成長槽内を超高真空に保つための冷却容器であ
る。蒸発源2は抵抗加熱型の炉とV族成長用材料充填用
のルツボからなシ、各材料の蒸発量はルツボの底に取り
付けられた熱電対の超電力をセンサに用いて、制御され
る。蒸発源2の配置は、それぞれの原子または分子が基
板ホルダ−4前面に取り付けられたGaAs等の単結晶
基板5に集中するように設計されている。結晶生成の開
始、停止は、蒸発源2の前面に置かれたシャッタ6を開
閉することで、瞬時に行われる。
この装置による例えばGaAs単結晶基板上へのG a
 A s層の成長は、蒸発源2に充填したGaとAsを
加熱し、それぞれの原子または分子をGaAs単結晶基
板上に照射し、基板ホルダー4の温度を適当に設定する
ことで、望み通りのストイキオメトリを満たしたエピタ
キシャル層がG a A s 単結晶基板上に作られる
発明が解決しようとする問題点 このような従来の装置においては、蒸発源へGaやAs
を再充填するために成長槽を大気にさらす。特にAsの
再充填の回数は多く、高品質な成長槽を得る場合には、
G a A s単結晶基板を高温に保つ必要があるため
Asの基板上への付着確率が小さくなり、結果としてA
sの消費は増え、再充填が頻繁に行われることになる。
再充填のため成長槽を大気にさらすと、水分等による成
長槽内部の汚染と、再充填される八8 表面に付着して
いる不純物の影響で、再充填後しばらくは高品質なG 
a A s層を得ることは非常に困難である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は、m−v族化合物半導体結晶を分子線結晶成長する
際に■族成長用材料の消費量を低減し、再充填のため成
長槽を大気にさらし内部汚染する度合を低減することの
できる分子線結晶成長装置を提供することにある。
問題点を解決するだめの手段 本発明は、上記問題点を解決するため、■族成長用材料
の充填用大容量ルツボと抵抗加熱型の炉からなる蒸発源
を成長槽とはゲートパルプ(しゃへい体)を介して接続
した別の真空槽内に配備し、前記真空槽内に配備した電
子銃によりV族成長用材料を加熱、成長槽内にV族分子
を供給できることを特徴とするものである。
作  用 本発明の上記した手段による作用は次のようになる。
すなわち、V族成長用材料は、成長槽を大気にさらすこ
となく多量に真空槽内に充填でき、材料表面に付着した
不純物は、蒸発源を抵抗加熱によシ適当な温度と時間を
設定し処理すると蒸発してしまうため、高純度なV族成
長用材料の分子を成長槽内に供給できる。さらに、従来
の抵抗加熱では、V族成長用材料は、主としてAtz 
4やP4等の分子の形で蒸発するが、電子銃で加熱する
ため、As。やP4等の分子の形で主として蒸発する。
効果として、基板上への付着確率が著しく大きくするこ
とができ、V族成長用材料の消費を低減できるとともに
、成長槽の品質向上に有利となる。
以上の様に、成長槽の品質と品質の再現性、装置の稼動
率を向上させることができる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は本発明のm−v族化合物半導体の分子線結晶成長装
置の概略構成図であり、第2図と同一部分には同一番号
を付す。同図において、■族成長用材料蒸発源7を、成
長槽1とはゲートパルプ8を介して別の真空槽9内に配
備する。各材料の蒸発源は、それぞれの原子まだは分子
が単結晶基板5に集中するように設計されている。また
、真空槽9内には電子銃10が配備され、電子銃1oか
ら出される電子線を■族成長用材料表面に均一にスキャ
ンして照射することにより、■族分子を蒸発させる。蒸
発量は電子線のエネルギー等を適当に制御することで、
所望の値例えば1o−5〜10 トールに設定できる。
次に、この実施例による作用を説明する。このような成
長装置においては、As を充填する際に真空槽9は大
気にさらされるが、成長槽1はゲートパルプ8で隔離さ
れているので汚染の影響は著しく低減できる。まだ、A
s 表面上に付着した不純物は、抵抗加熱が可能な蒸発
源7により、適当な温度と時間を設定して昇温すること
で蒸発でき、高純度のA8 分子を成長槽内に供給でき
る。また、電子銃10による加熱のためA 82 分子
を供給できる。A 92  は通常の抵抗加熱によυ得
られるA s 4  に比べ加熱されたG a A s
単結晶基板上への付着確率が著しく大きいので、As 
の消費量を低減できる。また、成長槽の品質はA a 
4  よりAs2を使うほうが良いとされておシ、高品
質なGaAs層を得るのに有利である。
なお、上述では■族成長用材料として特にAsについて
示したが、Pを用いた場合にも適用できる。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、m−v族化合
物半導体結晶を分子線結晶成長する際に、成長結晶の品
質および品質の再現性と装置の稼動率を向上することが
でき、実用的にきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における分子線結晶成長装置
の概略構成図、第2図は従来のm−v族化合物半導体の
分子線結晶成長装置の概略構成図である。 1・・・・・・成長槽、2・・・・・・蒸発源、6・・
・・・・単結晶基板、7・・・・・・■族成長用材料蒸
発源、8・・・・・・ゲートパルプ、9・・・・・・真
空槽、10・・・・・・電子銃。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)III−V族化合物半導体を成長する際、金属元素
    を成長用材料として、その原子または分子を基板成長面
    上に衝突、吸収させ、加熱させた基板から与えられる熱
    エネルギーで適当な格子位置に移動させて超高真空成長
    する装置において、前記成長用材料のうちV族成長用材
    料を充填した蒸発源が、III族成長用材料を充填した蒸
    発源と成長基板を保持するホルダーが配備された成長槽
    とは独立した排気系を有する真空槽内に配備され、前記
    真空槽は前記成長槽としゃへい体を介して接続されてい
    ることを特徴とする分子線結晶成長装置。
  2. (2)真空槽には、抵抗加熱型のV族蒸発源と電子銃が
    配備され、前記電子銃によりV族材料を加熱し、前記成
    長槽にV族分子を供給することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の分子線結晶成長装置。
JP21290585A 1985-09-26 1985-09-26 分子線結晶成長装置 Pending JPS6272113A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63224321A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Seiko Instr & Electronics Ltd 分子線エピタキシ−装置
JPS63224319A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Seiko Instr & Electronics Ltd 分子線エピタキシ−装置
JPH03142921A (ja) * 1989-10-30 1991-06-18 Shimadzu Corp 3―5族化合物半導体薄膜製造装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63224321A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Seiko Instr & Electronics Ltd 分子線エピタキシ−装置
JPS63224319A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Seiko Instr & Electronics Ltd 分子線エピタキシ−装置
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