JPS61280610A - 分子線エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
分子線エピタキシヤル成長装置Info
- Publication number
- JPS61280610A JPS61280610A JP60123009A JP12300985A JPS61280610A JP S61280610 A JPS61280610 A JP S61280610A JP 60123009 A JP60123009 A JP 60123009A JP 12300985 A JP12300985 A JP 12300985A JP S61280610 A JPS61280610 A JP S61280610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- molecular beam
- ion gauge
- measuring
- heating device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
- C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
- C30B23/063—Heating of the substrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/169—Vacuum deposition, e.g. including molecular beam epitaxy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、化合物半導体等の薄膜を成長させる分子線エ
ピタキシャル成長装置に関する。
ピタキシャル成長装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点３
分子線エピタキシャル法は化合物半導体薄膜を制御性よ
く成長させる優れた方法である。この方法では、半導体
薄膜のソース物質として一般に半導体の構成元素単体が
用いられる。例えばＡｎＧａＡＳを成長させる場合、Ｇ
ａ、Ａｆｉ。
く成長させる優れた方法である。この方法では、半導体
薄膜のソース物質として一般に半導体の構成元素単体が
用いられる。例えばＡｎＧａＡＳを成長させる場合、Ｇ
ａ、Ａｆｉ。
Ａｓ及びドーパントがそれぞれ別個にクヌーセンセルに
収容されており、それぞれの分子線が独立に供給される
。成長基板は各分子線が交わる焦点位置に配置される。
収容されており、それぞれの分子線が独立に供給される
。成長基板は各分子線が交わる焦点位置に配置される。
分子線強度は一般に、イオンゲージにより分子線照射時
と非照射時の圧力差から分圧として求められる。イオン
ゲージは成長室内で移動可能となっていて、分子線強度
の測定時に分子線の当たる位置に移動させて測定を行う
ようになっている。
と非照射時の圧力差から分圧として求められる。イオン
ゲージは成長室内で移動可能となっていて、分子線強度
の測定時に分子線の当たる位置に移動させて測定を行う
ようになっている。
分子線エピタキシャル成長装置は超高真空装置であり、
高純度の半導体薄膜を得るためと装置の稼働率をあげる
ために、成長室を開ける回数を減らす傾向にある。また
装置内の不純物による汚染を減らすために部品交換或い
は部品のクリーニングなどの装置メンテナンスは、最少
限に押えることが望ましい。しかしながら長期間使用を
続ける場合には、ソース物質が種々の部品に堆積してい
く問題が生じてくる。分子線強度測定用イオンゲージと
成長基板加熱装置は、特にソース物質の堆積による影響
を受は易い部分である。
高純度の半導体薄膜を得るためと装置の稼働率をあげる
ために、成長室を開ける回数を減らす傾向にある。また
装置内の不純物による汚染を減らすために部品交換或い
は部品のクリーニングなどの装置メンテナンスは、最少
限に押えることが望ましい。しかしながら長期間使用を
続ける場合には、ソース物質が種々の部品に堆積してい
く問題が生じてくる。分子線強度測定用イオンゲージと
成長基板加熱装置は、特にソース物質の堆積による影響
を受は易い部分である。
分子線強度の測定はほぼ成長毎に行う。長期使用を続け
て行くと、イオンゲージのコレクタ、グリッド及びイオ
ンゲージを取り囲む保ｆ！壁にソース物質が堆積してい
く。このため、イオンゲージの絶対感度が経時変化する
。またソース物質の蒸気圧が高い場合には、堆積したソ
ース物質がフィラメントからの放射熱により再蒸発する
。このため、バックグラウンドの真空度が十分に低くな
らなかったり、或いは真空度が安定しないため、測定の
ばらつき、或いはノイズの原因となり、分子線強度の正
確な測定が難しくなる。
て行くと、イオンゲージのコレクタ、グリッド及びイオ
ンゲージを取り囲む保ｆ！壁にソース物質が堆積してい
く。このため、イオンゲージの絶対感度が経時変化する
。またソース物質の蒸気圧が高い場合には、堆積したソ
ース物質がフィラメントからの放射熱により再蒸発する
。このため、バックグラウンドの真空度が十分に低くな
らなかったり、或いは真空度が安定しないため、測定の
ばらつき、或いはノイズの原因となり、分子線強度の正
確な測定が難しくなる。
成長基板加熱装置においても、ソース物質の堆積は好ま
しくない。第１に、ソース物質のうち蒸気圧の高い元素
は成長中にヒーターからの放射熱により再蒸発するため
、成長膜に悪影響を与える。
しくない。第１に、ソース物質のうち蒸気圧の高い元素
は成長中にヒーターからの放射熱により再蒸発するため
、成長膜に悪影響を与える。
第２に、成長膜の均一性を向上させるために通常基板加
熱装置は回転機構を備えているが、ソース物質の堆積に
より滑らかな回転動作が困難になり、また粉塵の発生源
にもなる。半導体基板に粉塵が付着すると、これが異常
成長の核になり、成長膜の品質を下げたり、あるいは後
のデバイス製造プロセスに悪影響を与える。
熱装置は回転機構を備えているが、ソース物質の堆積に
より滑らかな回転動作が困難になり、また粉塵の発生源
にもなる。半導体基板に粉塵が付着すると、これが異常
成長の核になり、成長膜の品質を下げたり、あるいは後
のデバイス製造プロセスに悪影響を与える。
本発明は上記した問題を解決した分子線エピタキシャル
成長装置を提供することを目的とする。
成長装置を提供することを目的とする。
本発明は、分子線エピタキシャル成長装置内に、分子線
強度測定用イオンゲージと基板加熱装置を加熱して、こ
れらに堆積したソース物質を再蒸発させる加熱機構を備
えたことを特徴とする。
強度測定用イオンゲージと基板加熱装置を加熱して、こ
れらに堆積したソース物質を再蒸発させる加熱機構を備
えたことを特徴とする。
本発明によれば、分子線強度測定用イオンゲージと基板
加熱装置を容易にクリーニングすることができる。これ
により、分子線強度測定の信頼性が向上する。また高品
質の化合物半導体薄膜を得ることができる。
加熱装置を容易にクリーニングすることができる。これ
により、分子線強度測定の信頼性が向上する。また高品
質の化合物半導体薄膜を得ることができる。
以下本発明の詳細な説明する。
第１図はＡＪ２ＧａＡＳ用の分子線エピタキシャル装置
に本発明を適用した実施例である。図において１は成長
膜であり、内部にそれぞれＱａ。
に本発明を適用した実施例である。図において１は成長
膜であり、内部にそれぞれＱａ。
Ａｌ１．Ａｓ、Ｓ ｉ、Ｂｅを収容したクヌーセンセル
２〜６が設けられている。各クヌーセンセル２〜６の前
面にはそれぞれシャッタ７〜１１が設けられている。１
２は分子線強度測定用イオンゲージ、１３は基板加熱装
置であり、成長用基板１４は基板加熱装置１３に取付け
られる。これらイオンゲージ１２、基板加熱装置１３は
図示のように回転可能となっており、分子線強度を測定
する時には図示矢印のようにイオンゲージ１２が各クヌ
ーセンセル２〜６からの分子線が交わる焦点位置にくる
ように、また成長時には基板１４が焦点位置に来るよう
に駆動される。１５は上記イオンゲージ１２及び基板加
熱装置１３を加熱してクリーニングするための加熱装置
である。この加熱装置１５は通常は、成長室１と連通ず
る収容ポート１６内に納められ、成長時にはシャッタ１
７を閉じることによりソース物質の付着が防止されるよ
うになっている。加熱装置１５は支持棒２０に取付けら
れ、マグネット式直線導入機構１８により、駆動される
ようになっている。１９が駆動用マグネットである。
２〜６が設けられている。各クヌーセンセル２〜６の前
面にはそれぞれシャッタ７〜１１が設けられている。１
２は分子線強度測定用イオンゲージ、１３は基板加熱装
置であり、成長用基板１４は基板加熱装置１３に取付け
られる。これらイオンゲージ１２、基板加熱装置１３は
図示のように回転可能となっており、分子線強度を測定
する時には図示矢印のようにイオンゲージ１２が各クヌ
ーセンセル２〜６からの分子線が交わる焦点位置にくる
ように、また成長時には基板１４が焦点位置に来るよう
に駆動される。１５は上記イオンゲージ１２及び基板加
熱装置１３を加熱してクリーニングするための加熱装置
である。この加熱装置１５は通常は、成長室１と連通ず
る収容ポート１６内に納められ、成長時にはシャッタ１
７を閉じることによりソース物質の付着が防止されるよ
うになっている。加熱装置１５は支持棒２０に取付けら
れ、マグネット式直線導入機構１８により、駆動される
ようになっている。１９が駆動用マグネットである。
第２図はこの加熱装置１５のより具体的な構造を示す。
２１はヒータ、２２はＴａ反射板であり、熱電対２３に
より加熱温度を制御することができるようになっている
。２４は支持棒２０側に取付けられたマグネットである
。
より加熱温度を制御することができるようになっている
。２４は支持棒２０側に取付けられたマグネットである
。
Ａｌ２ＧａＡＳ混晶系の成長装置では、成長至内で付着
し堆積するソース物質は殆どＡｓである。
し堆積するソース物質は殆どＡｓである。
Ａｓは蒸気圧が高く、７００℃程度に加熱すれば容易に
蒸発する。ＧａやＡ℃は堆積量が少なく、また蒸気圧も
低いため殆ど問題にならない。
蒸発する。ＧａやＡ℃は堆積量が少なく、また蒸気圧も
低いため殆ど問題にならない。
このような構成として、基板加熱装置１３を加熱してク
リーニングする場合の配置を第３図に示す。加゛熱装置
１５はシャッタ１７を開け、マグネット式直線導入機構
１８により成長室１内の所定位置まで導入される。この
とき基板加熱装置１３は図示のように加熱装置１５内に
収まるように位置させておく。基板加熱装置１３におい
てソース物質が堆積する場所は、これにより加熱装置１
５からの放射熱が直接当たるので有効にクリーニングさ
れることになる。このクリーニングは成長毎に行う必要
はないが、堆積物の影響を最少限にするため、１０回成
長毎程度の割合いで行うことが好ましい。
リーニングする場合の配置を第３図に示す。加゛熱装置
１５はシャッタ１７を開け、マグネット式直線導入機構
１８により成長室１内の所定位置まで導入される。この
とき基板加熱装置１３は図示のように加熱装置１５内に
収まるように位置させておく。基板加熱装置１３におい
てソース物質が堆積する場所は、これにより加熱装置１
５からの放射熱が直接当たるので有効にクリーニングさ
れることになる。このクリーニングは成長毎に行う必要
はないが、堆積物の影響を最少限にするため、１０回成
長毎程度の割合いで行うことが好ましい。
分子線強度測定用イオンゲージの加熱クリーニングの操
作も同様である。
作も同様である。
以上のようにして本実施例の成長装置によれば、分子線
測定用イオンゲージと基板加熱装置を加熱クリーニング
する機構を設けて、これらへのソース物質の堆積物を蒸
発させることにより、簡単にクリーニングすることがで
きる。この結果、分子線強度測定の信頼性、安定性が高
くなり、また無用な粉塵の発生を抑制して、高品質の化
合物半導体膜を成長させることができる。
測定用イオンゲージと基板加熱装置を加熱クリーニング
する機構を設けて、これらへのソース物質の堆積物を蒸
発させることにより、簡単にクリーニングすることがで
きる。この結果、分子線強度測定の信頼性、安定性が高
くなり、また無用な粉塵の発生を抑制して、高品質の化
合物半導体膜を成長させることができる。
なお本発明は上記実施例に限られない。例えば、配線が
複雑になるが、基板加熱装置と分子線強度測定用イオン
ゲージそれぞれの周囲に加熱用ヒータを配設する構成と
することもできる。
複雑になるが、基板加熱装置と分子線強度測定用イオン
ゲージそれぞれの周囲に加熱用ヒータを配設する構成と
することもできる。
第１図は本発明の一実施例の分子線エピタキシャル成長
装置を示す図、第２図はそのクリーニング用加熱装置部
を拡大して示す図、第３図は基板加熱装置を加熱クリー
ニングする場合の配置状態を示す図である。 １・・・成長至、２〜６・・・クヌーセンセル、７〜１
１・・・シャッタ、１２・・・分子線強度測定用イオン
ゲージ、１３・・・基板加熱装置、１４・・・成長用基
板、１５・・・クリーニング用加熱装置、１６・・・収
容ボート、１７・・・シャッタ、１８・・・マグネット
式直線導入機構、１９．２４・・・マグネット、２１・
・・ヒータ。 ２２・・・Ｔａ反射板、２３・・・熱電対。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 区 派 一！１ 、 城
装置を示す図、第２図はそのクリーニング用加熱装置部
を拡大して示す図、第３図は基板加熱装置を加熱クリー
ニングする場合の配置状態を示す図である。 １・・・成長至、２〜６・・・クヌーセンセル、７〜１
１・・・シャッタ、１２・・・分子線強度測定用イオン
ゲージ、１３・・・基板加熱装置、１４・・・成長用基
板、１５・・・クリーニング用加熱装置、１６・・・収
容ボート、１７・・・シャッタ、１８・・・マグネット
式直線導入機構、１９．２４・・・マグネット、２１・
・・ヒータ。 ２２・・・Ｔａ反射板、２３・・・熱電対。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 区 派 一！１ 、 城
Claims (1)
- 成長室内に成長基板加熱装置及び分子線強度測定用イオ
ンゲージを有する分子線エピタキシャル成長装置におい
て、前記成長基板加熱装置及び分子線強度測定用イオン
ゲージを加熱する加熱機構を備えたことを特徴とする分
子線エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60123009A JPS61280610A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | 分子線エピタキシヤル成長装置 |
| US06/870,736 US4664063A (en) | 1985-06-06 | 1986-06-04 | Molecular beam epitaxial growth apparatus |
| FR8608224A FR2583071B1 (fr) | 1985-06-06 | 1986-06-06 | Appareil de croissance epitaxiale de semi-conducteurs a l'aide de faisceaux moleculaires |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60123009A JPS61280610A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | 分子線エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280610A true JPS61280610A (ja) | 1986-12-11 |
Family
ID=14849985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60123009A Pending JPS61280610A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | 分子線エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4664063A (ja) |
| JP (1) | JPS61280610A (ja) |
| FR (1) | FR2583071B1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68916457T2 (de) * | 1988-03-30 | 1995-02-09 | Rohm Co Ltd | Einrichtung zur Molekularstrahlepitaxie. |
| EP0458077B1 (de) * | 1990-05-16 | 1993-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Eichen oder Nacheichen einer Strahldruck-Messeinrichtung einer Molekularstrahlexpitaxieeinrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| FR2679929B1 (fr) * | 1991-08-01 | 1993-10-22 | Alcatel Alsthom Cie Gle Electric | Procede et cellule d'effusion pour la formation de jets moleculaires. |
| FR2703077B1 (fr) * | 1993-03-24 | 1995-04-28 | Harmand Jean Christophe | Dispositif de régulation de flux issus de cellules d'évaporation de matériaux solides, utilisant des vannes asservies à des mesures de pressions partielles. |
| US6337102B1 (en) | 1997-11-17 | 2002-01-08 | The Trustees Of Princeton University | Low pressure vapor phase deposition of organic thin films |
| US6774019B2 (en) * | 2002-05-17 | 2004-08-10 | International Business Machines Corporation | Incorporation of an impurity into a thin film |
| JP2015133444A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 株式会社東芝 | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4137865A (en) * | 1976-12-30 | 1979-02-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Molecular beam apparatus for processing a plurality of substrates |
| US4201152A (en) * | 1978-02-27 | 1980-05-06 | Varian Associates, Inc. | Transfer and temperature monitoring apparatus |
| JPS605509A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-12 | Hitachi Ltd | 分子線エピタキシ装置 |
| FR2549857B1 (fr) * | 1983-07-26 | 1985-10-04 | Allovon Michel | Dispositif d'evaporation sous vide |
| JPS60178616A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Hitachi Ltd | 分子線エピタキシ装置の試料回転ホルダ |
-
1985
- 1985-06-06 JP JP60123009A patent/JPS61280610A/ja active Pending
-
1986
- 1986-06-04 US US06/870,736 patent/US4664063A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-06 FR FR8608224A patent/FR2583071B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2583071B1 (fr) | 1990-12-21 |
| US4664063A (en) | 1987-05-12 |
| FR2583071A1 (fr) | 1986-12-12 |
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