JPS63232314A - 分子線結晶成長用基板ホルダ - 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】 〔概要〕 分子線結晶成長装置の基板ホルダであって、貫通孔を有
する基板設置ブロックの貫通孔の内壁に基板と、中央部
が開口状態の円板状部材を設置し、前記円板状部材で基
板を、前記基板設置ブロックの内壁に固定する基板ホル
ダに於いて、基板と基板設置ブロック、および基板と円
板状部材との間に球状のスペーサを設け、この球状のス
ペーサによって基板と基板設置ブロック、および基板と
円板状部材間が点接触する状態となし、基板設置ブロッ
クからの熱が基板に伝達しないようにして基板が均一な
温度で加熱されるようにした分子線結晶成長装置用基板
ホルダ。

〔産業上の利用分野〕

本発明は分子線結晶成長装置に係り、特にこの成長装置
の基板ホルダに関する。

近年、分子線エピタキシャル成長方法は、その特徴であ
るすぐれた膜厚制御性を用いて、例えばガリウム砒素（
ＧａＡｓ）基板のような化合物半導体基板上にガリウム
砒素とアルミニウム・ガリウム・砒素（ＡＪＧａＡｓ）
のへテロ構造の結晶を超格子構造に形成する方法や、選
択ドープ構造等を用いて新デバイスを実現させる成長方
法として脚光を浴びている。

特にこの方法を用いて開発された高電子移動度トランジ
スタ（ＨＥＭＴ）等のデバイスは実用化段階に入ってい
る。

このような分子線結晶装置に於いては、基板を均一な温
度で加熱できるような基板ホルダが要望されている。

〔従来の技術〕

このような分子線結晶成長装置の要部を第３図に示す。

図示するように１０−”ｔｏｒｒの真空度に排気された
結晶成長室１には、基板ホルダ２を先端部に備え、基板
２を加熱するヒータを内臓し、回転駆動する基板マニピ
ュレータ３が設けられ、その基板ホルダ２と対向する位
置には、基板上に形成すべきエピタキシャル結晶のソー
スとなるＡ６の分子線源セル４や、Ｇａの分子線源セル
５などが設置されている。

従来の基板ホルダの構造は第４図に示すように、円板状
で例えば周辺部が折れ曲がった構造を呈し、モリブデン
（Ｍｏ）等の金属材料を用いて形成されている。そして
この円板状の基板ホルダ１）にＧａＡｓ等の化合物半導
体基板１２を設置する際には、基板ホルダ１）にインジ
ウム（Ｉｎ）金属を載置してそれを加熱して溶融した後
、この溶融したＩｎ１３に基板Ｉ２を接着して固定して
いる。

然し、このような方法であると基板１２上にエピタキシ
ャル結晶を成長後、その基板１２を基板ホルダ１）より
取り外そうとする際、容易に取り外すことできない問題
点がある。

そのため、第５図に示すように中央に貫通孔２１を設け
たモリブデン（Ｍｏ）製の円筒状部材よりなる基板設置
ブロック２２の貫通孔２１の内壁２３に、中央に開口部
２４を設けたタンタル（Ｔａ）よりなる円板状部材２５
と、エピタキシャル成長用の基板２６とを積層してはめ
こみ、その円板状部材２５をビス２７にて基板設置ブロ
ック２２の内壁２３に締結することで基板２６を基板設
置ブロック２２の内壁２３に固定する構造のインジウム
フリ一式の基板ホルダもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し、このような従来の構造のインジウムフリ一式基板
ホルダに於いては、この基板ホルダ２８に設置された基
板２６の温度分布は、第６図の曲線２９に示すようにな
る。

卯ち、基板の中心Ｏになる程、基板の温度が低下し、基
板２６の周辺部、即ち基板設置ブロック２２にはめこま
れている領域の基板２６の温度が上昇する不都合がある
。

このように基板の温度が全ての領域に於いて、均一でな
いと、その上に形成されるエピタキシャル層の厚さや、
キャリア濃度、混晶の組成比が均一とならず、また基板
とその上に形成されるエピタキシャル結晶の境界面でキ
ャリア濃度が急峻に変化しないと言った欠点を生じる。

本発明は上記した問題点を解決し、基板の表面温度が均
一となるようにした基板ホルダの提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の分子線結晶装置用基板ホルダは、貫通孔を有し
、その貫通孔の内壁に基板を設置する基板設置ブロック
と、前記貫通孔の内壁に設置され、基板を前記内壁に固
定し、中央部が開口の円板状部材とからなる構成に於い
て、前記基板と基板設置ブロックの間、および基板と円
板状部材との間を点接触するようなスペーサを設ける。

〔作用〕

本発明の分子線結晶成長用基板ホルダは、基板と基板設
置ブロック、および基板と円板状部材との間が相互に点
接触出来るような球状のスペーサを設けることで、基板
に基板設置ブロックからの熱が伝達しないようにし、基
板が均一な温度で加熱されるようにする。

〔実施例〕

以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。

第１図は本発明の分子線結晶成長装置用基板ホルダの断
面図で、第２図はこの基板ホルダに用いるスペーサの説
明図である。

第１図に示すように、本発明の分子線結晶成長用基板ホ
ルダの基板設置ブロック３１は、モリブデン（Ｍｏ）製
の円筒状部材に、貫通孔３２が形成され、その貫通孔３
２により形成された内壁３３に、中央に開口部を有しタ
ンタル製の円板状部材３４と、第２図に示すようなモリ
ブデン、またはタンタルよりなる球状の金属ブロック３
５をタンタル製の帯状の薄板３６で連結したスペーサ３
７と、エピタキシャル成長用基板３８と、前記したスペ
ーサ３７とが積層されて設置されている。

そして円板状部材３４を、基板設置ブロック３１の内壁
３３にビス３９を用いてビス止めすることで、基板３８
を基板設置ブロック３１に固定するようにしている。

このようにすれば、基板３８は基板設置ブロック３１に
対して球状の金属ブロック３５からなるスペーサ３７に
よって、基板設置ブロック３１に対して点接触の形で接
触しているため、基板設置ブロック３１からの熱が基板
３８に伝達せず、基板３８は前記した基板マニピュレー
タに設置されたヒータのみによって加熱されるので、基
板３８の表面の温度分布が均一な値となり、従ってこの
上に均一な厚さ、並びに均一な組成のエピタキシャル結
晶が形成される。

尚、球状の金属ブロック３５を繋ぎ合わせて形成される
スペーサ３７の径Ｒは、エピタキシャル成長用基板３８
の直径より小さい寸法としておくと良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の基板ホルダによれば、基板
の表面の温度分布が均一な値となるため、その上に形成
される分子線エピタキシャル結晶の厚さ、組成並びにキ
ャリア濃度などが均一なエピタキシャル結晶が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基板ホルダの断面図、第２図は本発明
のスペーサの説明図、 第３図は分子線結晶成長装置の要部の説明図、第４図は
従来の基板ホルダの断面図、 第５図は従来の基板ホルダの断面図、 第６図は従来の基板ホルダに設置した基板表面の温度分
布図である。 図に於いて、 ３１は基板設置ブロック、３２は貫通孔、３３は内壁、
３４は円板状部材、３５は金属ブロック、３６は薄板、
３７はスペーサ、３８は基板、３９はビスを示す。 Ｍ？９３Ｈ／１ＬＨＪ−Ｌ１２１＝ｆｒ１）６第１図 Ａ（六９シＦｆ／Ｉスヘ九づ六めｆ萌図第２図 ２４１石費イー１７′ ／ｉ１３区５品歳イ鯖区１）１季つ鑓明必第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貫通孔（３２）を有し、その貫通孔（３２）の内
   壁（３３）に基板（３８）を設置する基板設置ブロック
   （３１）と、前記貫通孔（３２）の内壁（３３）で基板
   （３８）の下部に設置され、中央部が開口され、かつ前
   記基板（３８）を内壁（３３）に固定する円板状部材（
   ３４）とからなる構成に於いて、 前記基板（３８）と基板設置ブロック（３１）との間、
   および前記基板（３８）と円板状部材（３４）との間を
   点接触するようなスペーサ（３７）を設けたことを特徴
   とする分子線結晶成長用基板ホルダ。
2. （２）前記スペーサ（３７）が球状ブロック（３５）を
   薄板（３６）で繋ぎあわせて形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の分子線結晶成長用
   基板ホルダ。