JPS62230966A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
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- JPS62230966A JPS62230966A JP7250986A JP7250986A JPS62230966A JP S62230966 A JPS62230966 A JP S62230966A JP 7250986 A JP7250986 A JP 7250986A JP 7250986 A JP7250986 A JP 7250986A JP S62230966 A JPS62230966 A JP S62230966A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、基板上に結晶、特に積層構造、超格子構造を
もつ薄膜を成長させることにより種々の機能素子等を形
成する結晶成長装置、特にその構造が正確に制御された
、複数の結晶よりなる機能素子を得ることのできる結晶
成長装置に関する。
もつ薄膜を成長させることにより種々の機能素子等を形
成する結晶成長装置、特にその構造が正確に制御された
、複数の結晶よりなる機能素子を得ることのできる結晶
成長装置に関する。
従来より、結晶成長装置は様々のものがあるが、クラス
ターイオンビーム発生手段を設えた装置ｎを用いて結晶
成長を行うクラスターイオンビーム発生手段は付着力が
大きい、配向性の制御が可能、基板温度が低くなるとい
う利点を有す。
ターイオンビーム発生手段を設えた装置ｎを用いて結晶
成長を行うクラスターイオンビーム発生手段は付着力が
大きい、配向性の制御が可能、基板温度が低くなるとい
う利点を有す。
以下に複数のクラスターイオンビーム発生手段を有する
従来の結晶成長装置について第２図を用いて説明する。
従来の結晶成長装置について第２図を用いて説明する。
第２図の構成要素は、結晶Ｉ＆長室１、基板２、成長し
た結晶３、クラスターイオンビーム４゜５、クラスター
イオンビームを制御するシャンク−６，７、加速電極８
，９、イオン化用のフィラメント１０ 、 ＋１．ルツ
ボ１２ 、１３、クラスターイオンガン１４．１５であ
る。この装置において加速電極の電位は、基板に対して
＋ＩＱＫＶあるいは−Ｉ ＱＫＶ程度までの任意の電位
差を設定できる。
た結晶３、クラスターイオンビーム４゜５、クラスター
イオンビームを制御するシャンク−６，７、加速電極８
，９、イオン化用のフィラメント１０ 、 ＋１．ルツ
ボ１２ 、１３、クラスターイオンガン１４．１５であ
る。この装置において加速電極の電位は、基板に対して
＋ＩＱＫＶあるいは−Ｉ ＱＫＶ程度までの任意の電位
差を設定できる。
結晶成長は、結晶成長室１内の真空度、基板２の温度、
ルツボ１２．１３の温度、加速電極８．９のノ、（板に
対する電位、イオン化用フィラメント１０゜１１による
イオン化率を所定の値に設定して行われる。
ルツボ１２．１３の温度、加速電極８．９のノ、（板に
対する電位、イオン化用フィラメント１０゜１１による
イオン化率を所定の値に設定して行われる。
こ（７）装置においてルツボ中の物質を基板上に交互に
結晶成長させるには、シャッター６．７を交互に開閉し
てこの周期を変えることにより形成された７１し膜の構
成を制御する。
結晶成長させるには、シャッター６．７を交互に開閉し
てこの周期を変えることにより形成された７１し膜の構
成を制御する。
シカシこの方法ではシャッターの開閉により各イオンが
ンからのイオンビームの流れの乱れが大きく積層膜の界
面が明確にならなかったり、さらにイオンガン同士の距
離が比較的近い場合にはシャッターを閉じた場合このシ
ャッターにはねかえった蒸発物質により他のイオンガン
が汚れてしまうという問題があった。
ンからのイオンビームの流れの乱れが大きく積層膜の界
面が明確にならなかったり、さらにイオンガン同士の距
離が比較的近い場合にはシャッターを閉じた場合このシ
ャッターにはねかえった蒸発物質により他のイオンガン
が汚れてしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み成されたものであり、その目
的は、複数のイオンビームの流れをイオンビームの流れ
を乱すことなく制御することができ、優れた機能素子が
得られ、イオンガンの汚れもおこらない結晶成長装置を
提供することにある。
的は、複数のイオンビームの流れをイオンビームの流れ
を乱すことなく制御することができ、優れた機能素子が
得られ、イオンガンの汚れもおこらない結晶成長装置を
提供することにある。
本発明の上記目的は、結晶成長室中に複数の蒸発物質噴
出手段と該蒸発物質が付着する基板のホルダーとを有す
る結晶成長装置であって、該蒸発物質噴出手段の隣接す
る２つの間を通るしきり板が設けられた結晶成長装置に
よて達成される。
出手段と該蒸発物質が付着する基板のホルダーとを有す
る結晶成長装置であって、該蒸発物質噴出手段の隣接す
る２つの間を通るしきり板が設けられた結晶成長装置に
よて達成される。
本発明の概略を、複数のクラスターイオンビーム発生手
段を有する装置を用いての金属の積層膜作成を例にとり
第１図を用いて説明する。
段を有する装置を用いての金属の積層膜作成を例にとり
第１図を用いて説明する。
第１図の構成要素は、結晶成長室１８、円板状の自転式
基板ホルダー（ホルダー） １７、基板ホルダーの半円
部に取りつけた基板上に成長した金属薄１漠１８．基板
回転により半回転した時の薄膜１８′、蒸着させる金属
Ａを入れたツツポ２５、金属Ｂを入れたツツポ２６、そ
れぞれ金属ＡおよびＢのクラスターイオンビーム１９
、２０、加速電極２１．２２、イオン化用フィラメント
２３．２４．２つのクラスターイオンガンの間の仕切板
２９である。この仕切板２９は、２つのクラスターイオ
ンガンの間から基板直前にまでのびている。
基板ホルダー（ホルダー） １７、基板ホルダーの半円
部に取りつけた基板上に成長した金属薄１漠１８．基板
回転により半回転した時の薄膜１８′、蒸着させる金属
Ａを入れたツツポ２５、金属Ｂを入れたツツポ２６、そ
れぞれ金属ＡおよびＢのクラスターイオンビーム１９
、２０、加速電極２１．２２、イオン化用フィラメント
２３．２４．２つのクラスターイオンガンの間の仕切板
２９である。この仕切板２９は、２つのクラスターイオ
ンガンの間から基板直前にまでのびている。
この装置を用いて、例えば２種類の金属Ａ、Ｂの交互植
層膜は例えば次記のようにして作製される。
層膜は例えば次記のようにして作製される。
膜構成はＡ→Ｂ −Ａ −Ｂ−−−−→Ａの順序で蒸着
し、ツツポ２５には金属Ａ、ルツボ２６には金［Ｂが入
っているとする。基板ホルダーは、パルスモータ−で回
転するが１つのパルスで半回転し、このパルスは水晶振
動子等の膜厚モニターからのシグナルをマイクロコンピ
ュータ−で受け、この、マイクロコンピュータ−が指示
する。まずマイクロコンピュータ−に各種の膜厚を入力
する１次に結晶成長室内を減圧させ、その真空度、基板
温度を設定しルツボ２５．２６からのクラスターイオン
ビームの強度を水晶振動子等の膜厚モニターで希望の１
曲になるように２１！Ｉ堕する。クラスターイオンガン
の加速電極を金ｉＡ、Ｈに合わせて独立に設定しイオン
化フィラメントにより金ｉＡ、Ｂのクラスターをイオン
化する。マイクロコンピュータ−により基板シャッター
３２を開き、まず金属Ａの薄膜を作製する。最初に設定
した膜厚になるとマイクロコンピュータ−の指示により
基板ホルダー１７を半回転させ基板の１８が１８’の位
置になるように移動させる。これを繰り返すことにより
Ａ−Ｂ−Ａ→Ｂ−−−−→Ａの積層膜が得られる。
し、ツツポ２５には金属Ａ、ルツボ２６には金［Ｂが入
っているとする。基板ホルダーは、パルスモータ−で回
転するが１つのパルスで半回転し、このパルスは水晶振
動子等の膜厚モニターからのシグナルをマイクロコンピ
ュータ−で受け、この、マイクロコンピュータ−が指示
する。まずマイクロコンピュータ−に各種の膜厚を入力
する１次に結晶成長室内を減圧させ、その真空度、基板
温度を設定しルツボ２５．２６からのクラスターイオン
ビームの強度を水晶振動子等の膜厚モニターで希望の１
曲になるように２１！Ｉ堕する。クラスターイオンガン
の加速電極を金ｉＡ、Ｈに合わせて独立に設定しイオン
化フィラメントにより金ｉＡ、Ｂのクラスターをイオン
化する。マイクロコンピュータ−により基板シャッター
３２を開き、まず金属Ａの薄膜を作製する。最初に設定
した膜厚になるとマイクロコンピュータ−の指示により
基板ホルダー１７を半回転させ基板の１８が１８’の位
置になるように移動させる。これを繰り返すことにより
Ａ−Ｂ−Ａ→Ｂ−−−−→Ａの積層膜が得られる。
上記のような方法で結晶成長を行うと仕切板２９のため
に２つのイオンビームの混ざりあいがなくなり、金属Ａ
とＢの積層界面が明確になる。また、金属Ａ、Ｈの蒸着
条件、得に加速電極に印加する電位差が異なる場合には
仕切板がないと互いの電場所が相互作用して均一な加速
条件が得られないが、仕切板を備えることにより、独立
で均一な加速条件が得られるという大きな利点もある。
に２つのイオンビームの混ざりあいがなくなり、金属Ａ
とＢの積層界面が明確になる。また、金属Ａ、Ｈの蒸着
条件、得に加速電極に印加する電位差が異なる場合には
仕切板がないと互いの電場所が相互作用して均一な加速
条件が得られないが、仕切板を備えることにより、独立
で均一な加速条件が得られるという大きな利点もある。
上記態様例では本発明の結晶成長装置を用いて金属の積
層膜を得る例を示したが、本発明はこれに限るものでは
なく金属以外の材料についても有効である０例えば通常
のクラスターイオンビーム蒸着法では蒸着物質は十の電
荷をもつイオンとして基板に到達するが正と負の’ｒ［
ｒ荷をもつ、もつ物質を交互あるいは同時じ蒸着する場
合にも仕切板が各イオンガンに対する加速電圧の安定化
や放電防止に有効である。（同時に蒸着する場合には仕
切板の高さを基板の大きさに合わせて低くする）さらに
クラスターイオン基若と電子ビーム加熱蒸着を並用する
場合には電子銃からの電子が直接クラスターイオンガン
に流れて放電あるいはクラスターイオン作製条件の不安
定化という問題が生ずるが、これは仕切板の設置により
防止できる。
層膜を得る例を示したが、本発明はこれに限るものでは
なく金属以外の材料についても有効である０例えば通常
のクラスターイオンビーム蒸着法では蒸着物質は十の電
荷をもつイオンとして基板に到達するが正と負の’ｒ［
ｒ荷をもつ、もつ物質を交互あるいは同時じ蒸着する場
合にも仕切板が各イオンガンに対する加速電圧の安定化
や放電防止に有効である。（同時に蒸着する場合には仕
切板の高さを基板の大きさに合わせて低くする）さらに
クラスターイオン基若と電子ビーム加熱蒸着を並用する
場合には電子銃からの電子が直接クラスターイオンガン
に流れて放電あるいはクラスターイオン作製条件の不安
定化という問題が生ずるが、これは仕切板の設置により
防止できる。
本発明の結晶成長装置はクラスターイオンビーム蒸着法
だけでなくイオン化蒸着をはじめとして複数の蒸若源を
用いる真空蒸着にはすべて応用可能であり真空蒸着しな
がらイオン注入するような場合にも有効である。
だけでなくイオン化蒸着をはじめとして複数の蒸若源を
用いる真空蒸着にはすべて応用可能であり真空蒸着しな
がらイオン注入するような場合にも有効である。
以上説明したように本発明の装置は仕切板を有している
ため、複数の蒸発物質を交互、あるいは同時に基板上に
蒸着する場合に各々の蒸着条件を独立に保ち相互の影響
をなくするという効果がある。このことにより積層膜の
界面の明確化、膜厚のモニター精度の向上、蒸着条件の
安定化等が可能になり、より多様な積層膜、より複雑な
組成の薄膜を再現性よく形成することが可能になった。
ため、複数の蒸発物質を交互、あるいは同時に基板上に
蒸着する場合に各々の蒸着条件を独立に保ち相互の影響
をなくするという効果がある。このことにより積層膜の
界面の明確化、膜厚のモニター精度の向上、蒸着条件の
安定化等が可能になり、より多様な積層膜、より複雑な
組成の薄膜を再現性よく形成することが可能になった。
本発明の装置において仕切板は、イオンビームの流れが
乱れて隣りのイオンガンに付着しないようにする目的に
おいては、隣接するイオンガンの中間部分近辺だけを仕
切るような大きさでよいが、基板上に成長する結晶の界
面を明確にする目的においては、イオンガンの間から基
板の面の直前まだのびる大きさであることか必要である
。また本発明は、イオンビームの流れを調整するために
仕切板と、従来より使用されているシャッターの両方を
同時に使用することを防げるものではない。
乱れて隣りのイオンガンに付着しないようにする目的に
おいては、隣接するイオンガンの中間部分近辺だけを仕
切るような大きさでよいが、基板上に成長する結晶の界
面を明確にする目的においては、イオンガンの間から基
板の面の直前まだのびる大きさであることか必要である
。また本発明は、イオンビームの流れを調整するために
仕切板と、従来より使用されているシャッターの両方を
同時に使用することを防げるものではない。
以下に、本発明の具体的実施例を挙げる。
第１図に示すような装置を用いて鉛とテルルの結晶より
成る結晶積層板を作成した０本実施例の場合、基板とし
ては石英ガラスを用い、ルツボ２７内には鉛を入れ、ル
ツボ２８にはテルルを入れた。
成る結晶積層板を作成した０本実施例の場合、基板とし
ては石英ガラスを用い、ルツボ２７内には鉛を入れ、ル
ツボ２８にはテルルを入れた。
まず結晶成長室内を２Ｘ １Ｏ−６Ｔａｒｔ以下に減圧
し、基板を５０℃に加熱保持し、ルツボ２７は５３０℃
に加熱し、ルツボ２８は６５０’Ｃ！に加熱しクラスタ
ーイオンビームを発生させ、基板上に結晶を成長させた
。クラスターイオンビームを発生させながら基板ホルダ
ー（ホルダー）を１２０秒毎に反回転させ、鉛の結晶と
テルルの結晶が交互に基板上の半分に１２００八−厚に
積層されるようにした。
し、基板を５０℃に加熱保持し、ルツボ２７は５３０℃
に加熱し、ルツボ２８は６５０’Ｃ！に加熱しクラスタ
ーイオンビームを発生させ、基板上に結晶を成長させた
。クラスターイオンビームを発生させながら基板ホルダ
ー（ホルダー）を１２０秒毎に反回転させ、鉛の結晶と
テルルの結晶が交互に基板上の半分に１２００八−厚に
積層されるようにした。
得られた基板上の結晶積層板の鉛の結晶とテルルの結晶
の界面はきれいな直線を成していた。またイオンガンに
隣りのイオンガンから発生したビームの結晶が付着する
こともなかった。
の界面はきれいな直線を成していた。またイオンガンに
隣りのイオンガンから発生したビームの結晶が付着する
こともなかった。
以上に説明したように、本発明の結晶成長装置を使用す
ると、 イオンビームの流れ調整による乱れが小さく、また他の
イオンビームの電荷の影響をうけることがないので、膜
厚が高度に制御できる。
ると、 イオンビームの流れ調整による乱れが小さく、また他の
イオンビームの電荷の影響をうけることがないので、膜
厚が高度に制御できる。
仕切板の物理的遮蔽により結晶の積層界面を、任、化の
形状に明確につけることができる、基板のホルダーが自
由に動くので、積層の位置、結晶する材料の組み合わせ
を自由にかえられ、より多様な積層膜が得られる、 等の効果がある。
形状に明確につけることができる、基板のホルダーが自
由に動くので、積層の位置、結晶する材料の組み合わせ
を自由にかえられ、より多様な積層膜が得られる、 等の効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す概略図であり、第２図は
従来の結晶成長装置の一例を示す概略図である。 ■、１ｆ３−−−−−−−−−−−−−一結晶成長室２
．１７−−−−−−−−−−−−−−基板および基板ホ
ルダー３．１Ｂ−−−−−−−−−−−−−一成長した
結晶４、５ 、１９．２０−−−−−一クラスターイオ
ンビームｅ、７ 、３０．３１．３２−シャッター８．
８．２１．２２−−−−−一加速電極１０、１１．２３
．２４−−−−−−イオン化用フィラメント１２．１３
．２５．２６−−−−−−ルツボ１４．１５．２７．２
８−−−−−−クラスターイオンガン特許出願人
キャノン株式会社 代 理 人 若 林 忠第
１図 第２図
従来の結晶成長装置の一例を示す概略図である。 ■、１ｆ３−−−−−−−−−−−−−一結晶成長室２
．１７−−−−−−−−−−−−−−基板および基板ホ
ルダー３．１Ｂ−−−−−−−−−−−−−一成長した
結晶４、５ 、１９．２０−−−−−一クラスターイオ
ンビームｅ、７ 、３０．３１．３２−シャッター８．
８．２１．２２−−−−−一加速電極１０、１１．２３
．２４−−−−−−イオン化用フィラメント１２．１３
．２５．２６−−−−−−ルツボ１４．１５．２７．２
８−−−−−−クラスターイオンガン特許出願人
キャノン株式会社 代 理 人 若 林 忠第
１図 第２図
Claims (2)
- （１）、結晶成長室中に複数の蒸発物質噴出手段と該蒸
発物質が付着する基板のホルダーとを有する結晶成長装
置であって、該蒸発物質噴出手段の隣接する２つの間を
通るしきり板が設けられたことを特徴とする結晶成長装
置。 - （２）、前記基板のホルダーを移動させる機構を設えた
特許請求の範囲第１項記載の結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250986A JPS62230966A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250986A JPS62230966A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230966A true JPS62230966A (ja) | 1987-10-09 |
Family
ID=13491381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7250986A Pending JPS62230966A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62230966A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100104751A1 (en) * | 2007-02-01 | 2010-04-29 | Tokyo Electron Limited | Evaporating apparatus, evaporating method and manufacturing method of evaporating apparatus |
-
1986
- 1986-04-01 JP JP7250986A patent/JPS62230966A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100104751A1 (en) * | 2007-02-01 | 2010-04-29 | Tokyo Electron Limited | Evaporating apparatus, evaporating method and manufacturing method of evaporating apparatus |
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