JPH079372Y2 - Molecular beam cell for high temperature - Google Patents
Molecular beam cell for high temperatureInfo
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- JPH079372Y2 JPH079372Y2 JP1990025833U JP2583390U JPH079372Y2 JP H079372 Y2 JPH079372 Y2 JP H079372Y2 JP 1990025833 U JP1990025833 U JP 1990025833U JP 2583390 U JP2583390 U JP 2583390U JP H079372 Y2 JPH079372 Y2 JP H079372Y2
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Description
この考案は融点の高い原料を分子線にすることのできる
高温用分子線セルに関する。The present invention relates to a high temperature molecular beam cell capable of converting a raw material having a high melting point into a molecular beam.
分子線エピタキシャル成長法は、10-11Torr程度の超高
真空の中で原料を蒸発昇華させ分子線として基板に照射
し、基板上にエピタキシャル薄膜を成長させる方法であ
る。制御性が良く、多様な薄膜の成長、超格子構造の成
形など広い用途がある。 基板はマニプレータに下向きに取り付けられておりヒー
タによって加熱される。また軸回りに回転する。 基板を斜め上方に見込む位置に複数の分子線セルが設け
られる。これは幾つかの様式のものがあるが、基本的に
はるつぼ、これを囲むヒータ、反射板、熱電対よりな
る。 第１図は分子線セルの一例を示す。有底円筒形のるつぼ
１の周囲にヒータ２がある。ヒータ２とるつぼ１が接触
しないようにヒータ絶縁材３がこれらの間に設けられ
る。ヒータ２の外周と底部に耐熱金属よりなる複数枚の
反射板４が設けられる。さらに熱電対５がるつぼ１の底
部の温度をモニタしている。縦横の反射板４は、底板６
によって支持される。 従来の分子線セルのるつぼは必ずPBNが用いられた。ヒ
ータはTaまたはＷである。反射板はTaであることが多
い。 PBNは反応性に乏しい安定した物質である。また真空中
で加熱されてもガスが出ない。原料と化合、反応せず優
れたるつぼ材料であった。 通常の用途であればPBNるつぼで差し支えない。 例えばIII-V族化合物半導体の分子線エピタキシーの場
合、基板はGaAs、またはInPで、るつぼに入れるべき原
料はGa、As、Al、In、Ｐ、Siなどである。但しここでSi
はドーパントであるので少量である。これらの原料は融
点が低いのでヒータの加熱温度もあまり高くない。 例えば、Gaでは分子線セルの加熱温度は約1000℃、Alで
は約1100℃である。このような比較的低温ではPBNは分
解せず安定である。 分子線エピタキシーの用途が現在のところ限られている
ので、るつぼはPBNが最適と考えられているようであ
る。The molecular beam epitaxial growth method is a method of evaporating and sublimating a raw material in an ultrahigh vacuum of about 10 -11 Torr and irradiating a substrate as a molecular beam to grow an epitaxial thin film on the substrate. It has good controllability and has a wide range of applications such as growth of various thin films and formation of superlattice structures. The substrate is mounted downward on the manipulator and is heated by the heater. It also rotates around the axis. A plurality of molecular beam cells are provided at positions where the substrate is viewed obliquely upward. There are several types of this, but basically it consists of a crucible, a heater surrounding it, a reflector, and a thermocouple. FIG. 1 shows an example of a molecular beam cell. A heater 2 is provided around a bottomed cylindrical crucible 1. A heater insulating material 3 is provided between these so that the heater 2 and the crucible 1 do not come into contact with each other. A plurality of reflectors 4 made of heat-resistant metal are provided on the outer periphery and bottom of the heater 2. Further, the thermocouple 5 monitors the temperature of the bottom of the crucible 1. The vertical and horizontal reflectors 4 are bottom plates 6
Supported by. Conventional crucibles for molecular beam cells always use PBN. The heater is Ta or W. The reflector is often Ta. PBN is a stable substance with poor reactivity. Also, no gas is emitted even when heated in vacuum. It was an excellent crucible material that did not react with the raw materials. A PBN crucible may be used for normal applications. For example, in the case of molecular beam epitaxy of a III-V group compound semiconductor, the substrate is GaAs or InP, and the raw materials to be put in the crucible are Ga, As, Al, In, P, Si and the like. Where Si
Is a dopant, so its amount is small. Since these raw materials have low melting points, the heating temperature of the heater is not so high. For example, the heating temperature of the molecular beam cell is about 1000 ° C. for Ga and about 1100 ° C. for Al. At such relatively low temperatures, PBN does not decompose and is stable. PBN appears to be considered optimal for crucibles, as molecular beam epitaxy has currently limited applications.
しかし分子線エピタキシー法は制御性の優れた広い用途
を持つ方法である。例えば金属のエピタキシャル成長
膜、金属超格子などを分子線エピタキシーによって行う
ことができるかもしれない。 ここで金属のエピタキシャル成長というのは、例えばSi
基板の上に金属の単結晶薄膜を成長させることをいう。
金属は多結晶で使われることが多く、多くの場合それで
充分なのである。しかし単結晶薄膜が簡単にできれば興
味深いし、用途もあるかもしれない。 半導体の超格子は既に研究が進んでいる。しかし金属の
超格子は良いものが未だ作られていない。もしも金属超
格子ができれば多くの興味深い性質が見い出されるかも
しれない。 エピタキシーも超格子も半導体の研究から生まれたもの
であるが、これを金属に応用するとすれば新しい展望が
開けるであろう。 この場合最も有望なのは分子線エピタキシーである。し
かし半導体材料に比べて金属は融点が高いので半導体技
術をそのまま応用できない。たとえばNi、Cu、Siを分子
線セルに入れて分子線として飛ばす必要がある。このよ
うな場合分子線セルの温度は1300℃以上必要になる。N
i、Cuは1400℃程度の温度が必要となる。 GaAsのエピタキシーでもSiは飛ばしていたのであるが、
それはドーパントであるから量的にわずかなものであ
る。分子線束も小さいから温度も低く、加熱量も小さ
い。 金属エピタキシー、金属超格子の場合は金属が主たる構
成元素になるので金属原料の量も多く、分子線束も大き
く、分子線セルの加熱温度も高くなる。 本考案者はこのような場合PBNるつぼに意外な弱点があ
ることを発見した。既に述べたようにPBNは高温でもガ
ス放出が少ないというところに他の材料にはない優れた
特徴があるといわれてきた。 しかしPBNるつぼを従来使用されていた温度よりも高い
温度に加熱すると大量のガス放出が起こるのである。ガ
スのために、分子線束の測定に狂いを生じ、基板が汚染
される可能性がある。このガスが何であるのかを本考案
者はQMS（４重極質量分析計）によって調べた。第２
図、第３図にその結果を示す。横軸は時間であるがヒー
タによって加熱してゆく時間であるので、実際には横軸
は温度上昇を示す。左縦軸が温度で温度上昇分は実線で
示してある。800℃に到達した時を時間軸の原点として
これからの時間を横軸に付してある。10分で1000℃、20
分で1200℃に達している。 右縦軸がQMS出力（任意目盛）である。第２図はm/e＝28
のものの結果を示す。ここでｍはガス成分の質量数で、
ｅは電荷素量を単位とした電荷である。m/e＝28という
と、電荷が１で質量数が28のもの、電荷が２で質量数が
56のものなどを意味する。QMSであるのでm/eによってし
か、物質を区別できない。 m/e＝28であると、N2 +、CO+の二つの可能性が考えられ
る。第２図の結果から1180℃位からm/e＝28のガスの放
出が大きくなってくることが分かる。そして1200℃を過
ぎるとガス放出がより著しくなる。 るつぼやヒータに汚染物質が付着していることもあるの
でCO+が放出されるという可能性とPBNが分解してN2 +が
放出されるという可能性とがある。 第３図はm/e＝14のガスのQMS測定結果である。これも12
50℃の付近からガス放出が大きくなって行く。これはN+
以外の物質である可能性は少ない。 これらの結果から、従来の分子線セルからは、N2 +、N+
等が放出されていることが分かる。これはるつぼとヒー
タ絶縁材ののPBNが分解してN2が放出されたためであろ
う。るつぼもPBNであるが、るつぼとヒータを絶縁する
ヒータ絶縁材もPBNで作る。るつぼよりヒータ絶縁材の
方がヒータに近いのでより強く加熱されガス放出も大き
い。つまりPBNは高温で安定な材質ではなかったのであ
る。 抵抗加熱方式に代えて、電子ビーム加熱をすればこのよ
うな難点を克服できると考えられるかも知れない。実
際、蒸着法では電子ビーム加熱が良く利用される。分子
線エピタキシーでもSiの分子線セルには電子ビーム加熱
を使ったものがある。 NiやCu等は電子ビームによって加熱し分子線とすること
が考えられる。電子ビーム加熱であれば原料の一部だけ
が加熱され、るつぼの温度はあまり上がらない。PBNる
つぼでも使用できると考えれられるかも知れない。 しかし電子ビーム加熱は制御性が悪い。材料が減少して
くると電子ビームの当たる部分の原料が薄くなり溶ける
量が変動する。このため分子線束の強度が変化してしま
い制御性が悪くなる。 この点原料の全体を一様な温度に加熱する抵抗加熱方式
が優れている。1300℃の温度でも±0.2℃の範囲に精密
に制御できる。全体を加熱するので分子線強度は温度に
よって規定される。 やはり抵抗加熱方式の分子線セルが望ましい。 しかし上述の理由により抵抗加熱の分子線セルを採用す
るためには、PBNに代わる材料を用いなければならな
い。 PBNを用いず、金属を蒸発させて分子線にすることがで
きるような高温においても安定な分子線セルを提供する
ことが本考案の目的である。However, the molecular beam epitaxy method is a method that has excellent controllability and has a wide range of applications. For example, a metal epitaxial growth film, a metal superlattice, etc. could be performed by molecular beam epitaxy. Here, metal epitaxial growth means, for example, Si
Growing a single crystal thin film of metal on a substrate.
Metals are often used in polycrystalline form, which is often sufficient. However, it would be interesting if a single crystal thin film could be easily made, and there might be applications. Research on semiconductor superlattices has already been advanced. However, good metallic superlattices have not yet been created. If a metal superlattice is created, many interesting properties may be found. Both epitaxy and superlattice were born from the research of semiconductors, but if they are applied to metals, new prospects will open up. The most promising case in this case is molecular beam epitaxy. However, since the melting point of metal is higher than that of semiconductor material, semiconductor technology cannot be applied as it is. For example, it is necessary to put Ni, Cu, and Si into a molecular beam cell and fly as a molecular beam. In such a case, the temperature of the molecular beam cell must be 1300 ° C or higher. N
i and Cu require a temperature of about 1400 ° C. Although GaAs epitaxy also skipped Si,
Since it is a dopant, it is insignificant in quantity. Since the molecular beam is small, the temperature is low and the heating amount is small. In the case of metal epitaxy and metal superlattice, since metal is the main constituent element, the amount of metal raw material is large, the molecular beam flux is large, and the heating temperature of the molecular beam cell is high. The inventor has discovered that the PBN crucible has an unexpected weakness in such a case. As mentioned above, it has been said that PBN has an excellent feature not found in other materials in that it emits little gas even at high temperatures. However, heating PBN crucibles to temperatures higher than previously used results in large amounts of outgassing. The gas can corrupt the molecular beam flux measurement and contaminate the substrate. The present inventor investigated what this gas is by using a QMS (quadrupole mass spectrometer). Second
The results are shown in FIGS. The horizontal axis represents time, but since it is the time for heating by the heater, the horizontal axis actually indicates temperature rise. The vertical axis on the left is temperature and the temperature rise is shown by the solid line. The time on the horizontal axis is the origin of the time axis when the temperature reaches 800 ° C. 1000 ℃ in 10 minutes, 20
It has reached 1200 ℃ in minutes. The right vertical axis is the QMS output (arbitrary scale). Figure 2 shows m / e = 28
The results are shown below. Where m is the mass number of the gas component,
e is an electric charge in the unit of elementary charge. m / e = 28 means that the charge is 1 and the mass number is 28, and the charge is 2 and the mass number is
56 means something like that. Since it is a QMS, substances can be distinguished only by m / e. If m / e = 28, there are two possibilities, N 2 + and CO + . From the results shown in Fig. 2, it can be seen that the gas emission at m / e = 28 increases from around 1180 ° C. When the temperature exceeds 1200 ° C, the gas release becomes more remarkable. There is a possibility that CO + may be released due to pollutants adhering to the crucible and the heater, and there is a possibility that PBN is decomposed and N 2 + is released. Figure 3 shows the QMS measurement results for gas with m / e = 14. This is also 12
Outgassing increases from around 50 ℃. This is N +
It is unlikely that it is a substance other than. From these results, N 2 + , N + can be obtained from the conventional molecular beam cell.
It can be seen that etc. are released. This is probably because PBN in the crucible and the heater insulating material was decomposed and N 2 was released. The crucible is also PBN, but the heater insulation that insulates the crucible from the heater is also made of PBN. Since the heater insulating material is closer to the heater than the crucible, it is heated more strongly and gas is released more. In other words, PBN was not a stable material at high temperature. It may be considered that such a drawback can be overcome by electron beam heating instead of the resistance heating method. In fact, electron beam heating is often used in vapor deposition. Even in molecular beam epitaxy, some Si molecular beam cells use electron beam heating. It is considered that Ni, Cu, etc. are heated by an electron beam to form a molecular beam. In the case of electron beam heating, only a part of the raw material is heated and the temperature of the crucible does not rise so much. It may be considered possible to use it in a PBN crucible. However, electron beam heating has poor controllability. When the amount of the material decreases, the raw material in the portion hit by the electron beam becomes thin and the melting amount changes. For this reason, the intensity of the molecular beam flux changes and controllability deteriorates. In this respect, the resistance heating method of heating the entire raw material to a uniform temperature is excellent. Even at a temperature of 1300 ℃, it can be precisely controlled within a range of ± 0.2 ℃. Since the whole is heated, the molecular beam intensity is defined by the temperature. After all, a resistance heating type molecular beam cell is desirable. However, for the above reason, in order to adopt a resistance heating molecular beam cell, a material replacing PBN must be used. It is an object of the present invention to provide a molecular beam cell that is stable even at a high temperature such that a metal can be vaporized into a molecular beam without using PBN.
本考案の分子線セルは、ヒータ絶縁材にサファイアを、
ヒータにタングステン（Ｗ）を、るつぼには高純度アル
ミナ、サファイア、カーボンを用いたものである。 特にヒータ絶縁材にサファイアを使うことが重要であ
る。サファイアはアルミナを単結晶化したものである。
三方晶系で鋼玉ともいう。安定な物質で、極低温から融
点（2040℃）まで相転移がない。 PBNは高価な材料で、サファイアはさらに高価な材料で
ある。しかしサファイアはPBNよりも高温でガス放出が
ない。 ヒータ絶縁材にサファイアを使うだけでは不十分で、る
つぼにもPBNを使わず、サファイア、高純度アルミナ、
カーボンを使う。 さらにヒータ材料にも考慮が必要である。本考案者はサ
ファイアのるつぼと、Taヒータを使って実験をしたとこ
ろサファイアとTaとが反応するということが分かった。
Ｗをヒータ材料にするとこのようなことがなかった。そ
こで本考案ではＷをヒータ材料とする。The molecular beam cell of the present invention uses sapphire as the heater insulating material,
Tungsten (W) is used for the heater, and high-purity alumina, sapphire, and carbon are used for the crucible. Especially, it is important to use sapphire for the heater insulating material. Sapphire is a single crystal of alumina.
Trigonal system, also called corundum. It is a stable substance and has no phase transition from cryogenic temperature to melting point (2040 ℃). PBN is an expensive material and sapphire is an even more expensive material. However, sapphire does not outgas at higher temperatures than PBN. It is not enough to use sapphire for the heater insulation material, PBN is not used for the crucible, sapphire, high-purity alumina,
Use carbon. Furthermore, it is necessary to consider the heater material. The inventor conducted an experiment using a sapphire crucible and a Ta heater, and found that sapphire and Ta react with each other.
When W was used as a heater material, this was not the case. Therefore, in the present invention, W is used as the heater material.
ヒータ絶縁材にサファイアを用いているので高温にして
もガスが放出されない。またヒータとしてＷを用いてい
るのでサファイアと反応せず消耗しない。 PBNを用いると1300℃以上に加熱するとガスが放出され
る。また分子線束の大きさは基板直前または側方に設け
られたビームモニタによって測定しこれが正確に分かる
ので優れた制御性が保証されるわけである。ところがガ
スが出るとガスによって圧力が上がるしビームモニタに
も掛かるので正確な分子線束の強さが分からなくなる。
すると所望の分子線エピタキシーが行えない。 ところが本考案ではヒータ絶縁材にサファイア、ヒータ
にタングステン、るつぼにPBN以外の材料を使い、高温
であってもガスが放出されない構造となっている。した
がって基板がガスで汚染されず、分子線束を正確にモニ
タできる。 例えばるつぼの温度を約1600℃にするためにはヒータ温
度を約1800〜1900℃にしなければならない。Ｗはこのよ
うな高温でもサファイアと反応しない。サファイアの融
点は2000℃以上でありこのような高温に耐えることがで
きる。Since sapphire is used as the heater insulating material, no gas is released even at high temperatures. Moreover, since W is used as the heater, it does not react with sapphire and is not consumed. When PBN is used, gas is released when heated above 1300 ° C. Further, the size of the molecular beam is measured by a beam monitor provided immediately in front of or on the side of the substrate, and this can be accurately known, so that excellent controllability is guaranteed. However, when gas comes out, the pressure rises due to the gas and the beam monitor is also applied, so the exact intensity of the molecular beam becomes unknown.
Then, the desired molecular beam epitaxy cannot be performed. However, in the present invention, sapphire is used for the heater insulating material, tungsten is used for the heater, and materials other than PBN are used for the crucible, and the structure is such that gas is not released even at high temperatures. Therefore, the substrate is not contaminated with gas, and the molecular beam flux can be accurately monitored. For example, in order to bring the temperature of the crucible to about 1600 ° C, the heater temperature must be set to about 1800 to 1900 ° C. W does not react with sapphire even at such a high temperature. Sapphire has a melting point of 2000 ° C or higher and can withstand such a high temperature.
第１図に示すような分子線セルを作った。るつぼ１と、
ヒータ絶縁材３はサファイアとした。ヒータ２はタング
ステンである。構造は従来のものと変わらない。上方の
開口したるつぼ１の周囲にヒータ２があり、るつぼの中
にある原料を抵抗加熱する。反射板４がヒータ２の周囲
と底部にありヒータの熱を反射している。これらの部材
は底板６によって支持される。ヒータはコイル状のもの
でもリボン状のものでも良い。 第１図は省略された書き方である。実際にはヒータがコ
イル状のものと、リボン状のものではヒータの形状とヒ
ータ絶縁材の形状が異なる。第５図にコイルヒータの場
合のヒータとヒータ絶縁材の断面図を示す。第６図にリ
ボンヒータの場合の断面図を示す。第１図は両者を含め
て書いたものである。本考案は何れのヒータ構造でも適
用できる。 この分子線セルについてQMSで、放出ガス量を調べた。m
/e＝28についての結果を第２図に従来例の結果と同じ尺
度で示す。下方の曲線が本考案の結果である。従来の分
子線セルに比較してガス放出が少ない。特に、1170℃以
上でガス放出が異常に増加するということがない。 m/e＝14の結果を第３図に従来例のものと並べて示す。
これから従来の分子線セルに比べてN+ガス放出が少ない
ということが分かる。 窒素ガス以外のガスも含めて本考案の分子線セルのガス
放出を評価するためヒータに通電し温度を上昇させなが
ら真空チャンバ内の圧力変化を測定した。 第４図にその結果を示す。横軸は時間（分）である。左
縦軸は温度、右縦軸は真空度である。実線で示したのが
温度である。０℃から昇温し37分で1350℃に達する。こ
の温度にしばらく保持し127分後に降温する。PBNるつ
ぼ、ヒータ絶縁材を有する分子線セルを用いた装置では
温度が上がると共に真空度が悪くなり、５×10-9Torr程
度より下がらない。これに対して本考案のセルを用いた
ものでは３×10-10Torrにまで下げることができる。 これらの結果から本考案の分子線セルは高温に加熱され
てもN2 +、N+、その他のガスを放出しないということが
分かる。従って金属を原料としこれを分子線とするべき
分子線セルとして最適である。A molecular beam cell as shown in FIG. 1 was prepared. Crucible 1
The heater insulating material 3 was sapphire. The heater 2 is tungsten. The structure is the same as the conventional one. A heater 2 is provided around a crucible 1 having an upper opening, and resistance-heats a raw material in the crucible. A reflector 4 is provided around the heater 2 and at the bottom to reflect the heat of the heater. These members are supported by the bottom plate 6. The heater may have a coil shape or a ribbon shape. Figure 1 is an abbreviated form. Actually, the shape of the heater and the shape of the heater insulating material are different between the coil-shaped heater and the ribbon-shaped heater. FIG. 5 shows a sectional view of the heater and the heater insulating material in the case of the coil heater. FIG. 6 shows a sectional view of a ribbon heater. Figure 1 was written including both. The present invention can be applied to any heater structure. The amount of released gas was examined by QMS for this molecular beam cell. m
The results for / e = 28 are shown in FIG. 2 on the same scale as the results for the conventional example. The lower curve is the result of the invention. Less gas emission than conventional molecular beam cells. In particular, there is no abnormal increase in gas release at 1170 ° C or higher. The result of m / e = 14 is shown in FIG. 3 side by side with that of the conventional example.
From this, it can be seen that N + gas release is smaller than that of the conventional molecular beam cell. In order to evaluate the gas emission of the molecular beam cell of the present invention including gases other than nitrogen gas, the pressure change in the vacuum chamber was measured while energizing the heater and raising the temperature. The results are shown in FIG. The horizontal axis is time (minutes). The left vertical axis is temperature, and the right vertical axis is vacuum degree. The temperature is shown by the solid line. The temperature rises from 0 ° C and reaches 1350 ° C in 37 minutes. The temperature is maintained at this temperature for a while and the temperature is lowered 127 minutes later. In a device using a molecular beam cell having a PBN crucible and a heater insulating material, the vacuum degree deteriorates as the temperature rises, and the temperature does not drop below about 5 × 10 -9 Torr. On the other hand, the cell using the cell of the present invention can be lowered to 3 × 10 -10 Torr. From these results, it can be seen that the molecular beam cell of the present invention does not release N 2 + , N + , and other gases even when heated to a high temperature. Therefore, it is most suitable as a molecular beam cell in which a metal is used as a raw material and this should be used as a molecular beam.
本考案は、ヒータ絶縁材にサファイア、ヒータにタング
ステン、るつぼにサファイア、高純度アルミナ、カーボ
ンを用いるので、1200℃を越える高温にまで加熱できる
分子線セルを与えることができる。従来のPBNるつぼと
違い高温で窒素が分解しないからである。 特に従来の分子線セルでは使用できなかった1300〜1600
℃の温度領域に使用することができる。 実際に1350℃に加熱した場合従来のPBNるつぼでは10-9T
orrにしか引けないが、本考案の分子線セルでは10-10To
rrの超高真空に引くこことができる。 抵抗加熱ではなく、電子ビームを用いる方法に比べて制
御性が良い。例えばNiの場合約1350℃で10-8Torr台の分
子線強度が安定して得られる。この強度は分子線エピタ
キシーを行うには充分な強度である。より低い温度で従
来のPBNるつぼを使用した場合の分子線セルの分子線強
度と同じ程度である。 本考案の分子線セルは抵抗加熱式なので、従来の分子線
セルの電源をそのまま使うことができ、経済的に有利で
ある。また使い慣れた方式であるから、操作性において
も勝れる。優れた考案である。In the present invention, since sapphire is used as the heater insulating material, tungsten is used as the heater, and sapphire, high-purity alumina, and carbon are used as the crucible, it is possible to provide a molecular beam cell capable of heating up to a temperature higher than 1200 ° C. This is because unlike conventional PBN crucibles, nitrogen does not decompose at high temperatures. Especially 1300 ~ 1600 which could not be used in conventional molecular beam cell
It can be used in the temperature range of ° C. When heated to 1350 ° C, the conventional PBN crucible is 10 -9 T
Although it can be drawn only to orr, it is 10 -10 To in the molecular beam cell of the present invention.
It can be pulled to an ultra high vacuum of rr. The controllability is better than the method using an electron beam instead of resistance heating. For example, in the case of Ni, a molecular beam intensity on the order of 10 -8 Torr can be stably obtained at about 1350 ° C. This intensity is sufficient to perform molecular beam epitaxy. It is about the same as the molecular beam intensity of the molecular beam cell when a conventional PBN crucible is used at a lower temperature. Since the molecular beam cell of the present invention is a resistance heating type, the power source of the conventional molecular beam cell can be used as it is, which is economically advantageous. Also, because it is a familiar method, it excels in operability. It is an excellent idea.
第１図は抵抗加熱方式の一般的な分子線セルの縦断面
図。 第２図は従来例のものと本考案の分子線セルについて温
度を上昇させつつm/e＝28のガス放出量を四重極質量分
析計（QMS）により測定した結果を示すグラフ。横軸は
時間、左縦軸は温度、右縦軸はガス放出量。 第３図は従来例のものと本考案の分子線セルについて温
度を上昇させつつm/e＝14のガス放出量を四重極質量分
析計（QMS）により測定した結果を示すグラフ。横軸は
時間、左縦軸は温度、右縦軸はガス放出量。 第４図は本考案と従来例の分子線セルを用いた分子線エ
ピタキシー装置において温度上昇時に放出されるガスに
よる圧力変化を測定した結果を示すグラフ。横軸は時
間、左縦軸は分子線セル温度、右縦軸は圧力。 第５図はコイル状ヒータを有する分子線セルのヒータと
ヒータ絶縁材の部分の断面図。 第６図はリボン状ヒータを有する分子線セルのヒータと
ヒータ絶縁材の部分の断面図。 １……るつぼ ２……ヒータ ３……ヒータ絶縁材 ４……反射板 ５……熱電対 ６……底板FIG. 1 is a vertical sectional view of a general resistance heating type molecular beam cell. FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the gas emission amount of m / e = 28 by using a quadrupole mass spectrometer (QMS) while raising the temperature for the conventional example and the molecular beam cell of the present invention. The horizontal axis represents time, the left vertical axis represents temperature, and the right vertical axis represents the amount of gas released. FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the gas emission amount of m / e = 14 by a quadrupole mass spectrometer (QMS) while increasing the temperature for the conventional example and the molecular beam cell of the present invention. The horizontal axis represents time, the left vertical axis represents temperature, and the right vertical axis represents the amount of gas released. FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the pressure change due to the gas released when the temperature rises in the molecular beam epitaxy apparatus using the molecular beam cell of the present invention and the conventional example. The horizontal axis is time, the left vertical axis is the molecular beam cell temperature, and the right vertical axis is the pressure. FIG. 5 is a cross-sectional view of a heater and a heater insulating material of a molecular beam cell having a coiled heater. FIG. 6 is a cross-sectional view of a heater and a heater insulating material of a molecular beam cell having a ribbon heater. 1 ... crucible 2 ... heater 3 ... heater insulating material 4 ... reflector 5 ... thermocouple 6 ... bottom plate
Claims (1)
設けられ原料を抵抗加熱するヒータと、ヒータとるつぼ
を絶縁するヒータ絶縁材と、ヒータを囲む反射板とを含
む分子線セルにおいて、ヒータ絶縁材がサファイアであ
り、ヒータがタングステンで、るつぼがサファイア、高
純度アルミナまたはカーボンであることを特徴とする高
温用分子線セル。1. A molecular beam cell comprising a crucible for containing a raw material, a heater provided around the crucible for resistively heating the raw material, a heater insulating material for insulating the heater and the crucible, and a reflection plate surrounding the heater. A high-temperature molecular beam cell, wherein the heater insulating material is sapphire, the heater is tungsten, and the crucible is sapphire, high-purity alumina or carbon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990025833U JPH079372Y2 (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Molecular beam cell for high temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990025833U JPH079372Y2 (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Molecular beam cell for high temperature |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03116027U JPH03116027U (en) | 1991-12-02 |
| JPH079372Y2 true JPH079372Y2 (en) | 1995-03-06 |
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|---|---|---|---|
| JP1990025833U Expired - Fee Related JPH079372Y2 (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Molecular beam cell for high temperature |
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| JP (1) | JPH079372Y2 (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5822228A (en) * | 1981-07-29 | 1983-02-09 | Hitachi Ltd | Automatic paper feeder |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP1990025833U patent/JPH079372Y2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5822228A (en) * | 1981-07-29 | 1983-02-09 | Hitachi Ltd | Automatic paper feeder |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH03116027U (en) | 1991-12-02 |
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