JPS63215591A - 分子線エピタキシ−装置における電子線回折による結晶表面評価装置 - 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】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、分子線エピタキシー装置において、結晶成長
中の表面の結晶構造を評価できる電子線回折による結晶
表面評価装置に係わる。

［従来技術］ させる場合、結晶成長中の表面の結晶構造を評価するこ
とが必要であるが、電子線回折による結晶表面評価技術
とは、例えば５子線エピタキシー技術（工業調査会）」
に説明されているように、電子銃によって加速された電
子線を照射して結晶基゛板表面に当て、反射した電子が
基板表面の結晶構造により、相互干渉し、結晶に固有の
回折像を作り出すという特徴を用いて結晶を評価するも
のである。その電子線は連続的に何ものにもしゃ断され
ることなく、結晶表面に入射され、回折されて出射する
。

従来、正確な結晶構造を見るためには、基板の回転は止
め、超構造のでやすい位置に電子線が当るように基板の
位置を固定して成長結晶の表面の観察評価をしていた。

［発明が解決しようとする問題点］ このように結晶基板の回転を止め、固定した状態で電子
線を結晶のある箇所にあてることにより、その箇所から
の電子線回折されてみえる回折像を評価し、構造を解析
しているが、通常、結晶基板を回転している状態におい
ては、回折像を正確にみることができず、結晶構造を十
分評価することができなかった。又、結晶成長中は、基
板面内で均一な温度分布、分子線強度を得るため、基板
は回転していなければならず、従って結晶成長中は、面
内の各部分の正確な結晶構造を観察評価することはでき
ないという問題があった。

［発明の目的・構成コ 本発明は上記の問題を解決する目的でなされたものであ
って、電子線エピタキシー装置において、回転する結晶
表面で回折された電子線回折像を写し出す蛍光板の前面
に同期的に開閉するしやへい板を備え、回折像をモニタ
ーにして表面結晶構造を評価できるようにしたものであ
る。

第１図は本発明の実施例を示す。１は超高真空に保たれ
る分子線エピタキシー装置の成長室を示す。成長室１に
回転機構により回転できる基板ホルダー８が保持され、
この基板ホルダー８の方向に電子線を照射できるように
電子銃２を配置し、基板ホルダー８に固定される基板４
に対し、電子銃１より電子線を照射し、反射する方向で
成長室１に蛍光スクリーン５が取付けられて高速反射電
子線回折装置が構成され、その背後にイメージセンサ６
を併せて取付け、イメージセンサ６の出力側をモニター
７に接続している。基板ホルダー８はその回転数を変更
することができる。

３は蛍光スクリーン５をしゃへいできるじゃへい板であ
って、後述のように、基板ホルダー８の回転と同期して
往復運動し、蛍光スクリーン５を開閉することができる
。第２図（イ）、（ロ）は拡大して示すしゃへい板３の
正面図と側面図である。

電子銃２から出された電子線は回転する基板４の結晶表
面で回折され、蛍光スクリーン５の上に回折像を写し出
すが、基板４の回転周期に同期してしゃへい板３はある
時間間隔ごとに、反射電子線を通し、しゃ断するように
、蛍光スクリーン５を開閉する。このしやへい板３の開
閉度数は、基板ホルダー８の回転数に従って同期して変
更できるようにする。

開いた瞬間、蛍光スクリーン５に写し出された回折像は
イメージセンサ６により電気信号に変換され、モニター
８に画像処理して写し出される。

上記の構成によれば、成長中、基板回転中の結晶表面に
ある一部の構造は、基板の回転に同期して開いて直ぐと
じるしやへい板３によって、蛍光スクリーン５には、前
記結晶表面にある一部の構造部分で反射した電子線回折
像のみが写し出されることになる。蛍光スクリーン５で
次の同位置回折像が入力されるまで残像させることによ
り、連続的に結晶表面の特定一部の回折像をモニター７
に写しだすことができる。

このようにして成長中、基板の回転を止めずに、基板の
ある特定部分の結晶構造、結晶成長を評価することに対
して仔効に動作する。

本装置を用い、試料基板でＧａＡｓ結晶成長を行った。

試料基板の回転数は！５ｒｐｍ　（回転周期４秒）であ
る。

前記試料基板の回転に対するしゃへい板の同期開閉パタ
ーンは第３図に示すように、試料基板の１回転（４秒）
中のわずかな時間である。

成長温度昇温時のスポット状の回折像は、成長中はスト
リーク状に変化し、試料表面上の結晶を観察することが
できた。

同期位相を１秒（ウェハーの回転角で９０’　）遅らせ
ることにより、最初Ｃ（２Ｘ４）超構造を示していた地
点の９０’ずれた結晶表面の地点を観測することができ
、その構造がＣ（４Ｘ２）構造であり、試料基板回転中
であるにもかかわらず、超構造を確認することができた
。

次いで、しゃへい板として回転する円板に中心角Ｉ０１
の扇形欠除部を設けた円板を用い、前記と同様にウェハ
ーの回転と同期をとって蛍光スクリ−ン前面で回転させ
、回転成長中の結晶を観察したところ、前記と同様の観
察を行うことができた。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の装置によれば、結晶成長
中、基板回転中において、結晶表面の結晶構造を分析す
ることが可能であるから、超高真空下の結晶成長技術の
分野で、成長中の表面構造解析、多層構造のエピタキシ
ャル成長中の層構造の推移の観察などに利用すると効果
的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す。 第２図仔）、（ロ）は第１図のｖｔＷで用いられるじゃ
へい板の正面図と側面図である。第３図はしゃへい板の
開閉時間の例示である。 １・・・成長室チャンバー、２・・・電子銃、３・・・
しゃへい板、４・・・試料ウェハー、５・・・蛍光スク
リーン、６・・・イメージセンサ、７・・・モニター。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）分子線エピタキシー装置の結晶成長室に取り付け
   られた回転機構を有する基板ホルダーに固定された結晶
   基板に向かって電子線を照射する電子銃と前記結晶基板
   より反射した反射電子線の像を写し出す蛍光スクリーン
   とからなる高速反射電子線回折装置において、前記基板
   ホルダーと蛍光スクリーンとの間に結晶基板の回転に同
   期して開閉するしゃへい板を設け、前記蛍光スクリーン
   の背面にイメージセンサを配し、結晶基板が回転してい
   る状態で連続して結晶表面の状態を評価することを特徴
   とする分子線エピタキシー装置における電子線回折によ
   る結晶表面評価装置。
2. （２）しゃへい板として円板に扇形欠除部を有する回転
   円板を用いる特許請求の範囲第１項記載の分子線エピタ
   キシー装置における電子線回折による結晶表面評価装置
   。