(57)【要約】【課題】長期間使用しても蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することのできる結晶成長装置を提供する。【解決手段】本発明の結晶成長装置は、結晶基板１４に電子を入射させ、その結晶表面から反射した電子を蛍光スクリーン１ａ上に入射させるＲＨＥＥＤ装置を備え、結晶表面から反射した電子を蛍光スクリーン１ａの第１の領域２０ａに入射させた後に第２の領域２０ｂに入射させることが可能なように蛍光スクリーン１ａが移動可能に構成されていることを特徴とするものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に結晶を成長させる結晶成長装置であって、
結晶表面に電子を入射させ、その結晶表面から反射した電子を蛍光スクリーン上に入射させる電子線回折装置を備え、
前記蛍光スクリーンは互いに異なる第１および第２の領域を少なくとも有し、結晶表面から反射した電子を前記第１の領域に入射させた後に前記第２の領域に入射させることが可能なように前記蛍光スクリーンが移動可能に構成されている、結晶成長装置。
【請求項２】
前記蛍光スクリーンは、回転により移動可能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の結晶成長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶成長装置に関し、特に、電子線回折装置を備えた結晶成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分子線エピタキシ装置（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ）などの超高真空内で半導体の結晶成長を行なう技術は、ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族系材料、Ｓｉ／ＳｉＧｅなどのＩＶ族系材料、ＺｎＳ／ＺｎＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族系材料に関し、幅広く行なわれている。特にＭＢＥ法で作製されたＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系材料は、民生用品であるコンパクトディスク用レーザダイオードや、衛星放送用の低雑音電界効果トランジスタなどに広く応用されている。
【０００３】
図５は、高速反射電子線回折（ＲＨＥＥＤ：Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　Ｈｉｇｈ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を備えたＭＢＥ装置の構成を示す概略断面図である。図５を参照して、ＭＢＥ装置においては、超高真空チャンバ１１内において、分子線セル１２により、たとえばＧａ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｉ、Ｂｅなどの材料を加熱蒸発させ、これらを基板加熱機構１３に保持されて適当な温度に加熱された結晶基板１４上に付着させることにより結晶成長が行なわれる。この分子線セルには、加熱蒸発された材料をオン、オフするシャッタ１５が備えられており、これにより所望の成長構造を作製することができる。
【０００４】
ＭＢＥ装置においては、通常、結晶の成長過程をその場観察するためにＲＨＥＥＤ装置が備えられている。このＲＨＥＥＤ装置は、ＲＨＥＥＤ用電子銃１６と、蛍光スクリーン１０１ａとを有している。このＲＨＥＥＤ用電子銃１６から放出された電子線３１ａは、普通０．５°〜４°程度の低入射角で結晶基板１４に入射される。入射電子線３１ａは結晶基板１４の表面近傍のみで回折され、その回折電子線３１ｂが蛍光スクリーン１０１ａ上に入射し、その蛍光スクリーン１０１ａ上に回折像が生じる。
【０００５】
この回折像から得られる電子線の回折強度は時間とともに周期的に変動し、その変動（ＲＨＥＥＤ振動）は１原子層の堆積速度に対応していることが知られている。このため、ＲＨＥＥＤ振動を結晶成長の初期段階で測定することによって、結晶の成長速度を正確に知ることができる。
【０００６】
次に、蛍光スクリーン１０１ａ近傍の従来の構成について説明する。
図６および図７は、従来のＭＢＥ装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略断面図および概略正面図である。図６および図７を参照して、蛍光スクリーン１０１ａは透明なガラス円板１０１ｂ上に配置されており、この蛍光スクリーン１０１ａが結晶基板側を向くように超高真空チャンバ１１に固定されている。
【０００７】
蛍光スクリーン１０１ａの結晶基板側には、シャッタ１０２が設けられている。このシャッタ１０２は、開閉可能であり、開いた状態（実線の状態）では蛍光スクリーン１０１ａに回折電子線が入射可能であり、閉じた状態（点線の状態）では蛍光スクリーン１０１ａに回折電子線が入射できないようになっている。
【０００８】
蛍光スクリーン１０１ａの結晶基板とは逆側には、透明な窓材よりなるビューポート１０３が配置されている。このビューポート１０３を介して、ＭＢＥ装置の外部から蛍光スクリーン１０１ａに生じた回折像を観察することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＭＢＥ装置では、蒸気圧の高いヒ素、燐、セレン、硫黄等を蒸発源から供給して薄膜成長を行う際、ＲＨＥＥＤの測定中にこれらの蒸気が蛍光スクリーン１０１ａに蒸着されるため、長期間の使用により蛍光スクリーン１０１ａ上の回折像が見えにくくなるという問題点があった。
【００１０】
それゆえ本発明の目的は、長期間使用しても蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することのできる結晶成長装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の結晶成長装置は、基板の表面に結晶を成長させる結晶成長装置であって、結晶表面に電子を入射させ、その結晶表面から反射した電子を蛍光スクリーン上に入射させる電子線回折装置を備え、その蛍光スクリーンは互いに異なる第１および第２の領域を少なくとも有し、結晶表面から反射した電子を第１の領域に入射させた後に第２の領域に入射させることが可能なように蛍光スクリーンが移動可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の結晶成長装置によれば、蛍光スクリーンを移動させることができる。このため、長期間の使用により蛍光スクリーン上の第１の領域での回折像が見えにくくなった場合には、蛍光スクリーンを移動させ第２の領域に回折像を生じさせることができる。第２の領域には結晶をなす物質の付着がないため、蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することができる。これにより、長期間の使用によっても、蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することのできる結晶成長装置を得ることができる。
【００１３】
上記の結晶成長装置において好ましくは、蛍光スクリーンは、回転により移動可能に構成されている。
【００１４】
これにより簡易な構成によって蛍光スクリーンを移動させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１６】
本実施の形態の結晶成長装置は、図５に示す構成とほぼ同じ構成を有しているが、蛍光スクリーン付近（領域Ｐ）の構成において異なる。
【００１７】
図１および図２は、本発明の一実施の形態の結晶成長装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略断面図および概略正面図である。図１および図２を参照して、蛍光スクリーン１ａは透明なガラス円板１ｂ上に配置されており、この蛍光スクリーン１ａが結晶基板側を向くように超高真空チャンバ１１に回転可能に支持されている。具体的には、蛍光スクリーン１ａとガラス円板１ｂとは、その中心を通る線Ａ−Ａを中心として回転することができる。
【００１８】
蛍光スクリーン１ａの結晶基板側には、シャッタ２が設けられている。このシャッタ２は、開閉可能であり、開いた状態（実線の状態）では蛍光スクリーン１ａの一部（図中下側）に回折電子線が入射可能であり、閉じた状態（点線の状態）では蛍光スクリーン１ａに回折電子線が入射できないようになっている。
【００１９】
蛍光スクリーン１ａの結晶基板とは逆側であって、回折電子線が入射する領域の真裏には、透明な窓材よりなるビューポート３が配置されている。このビューポート３を介して、ＭＢＥ装置の外部から蛍光スクリーン１ａに生じた回折像を観察することができる。
【００２０】
なお、上記以外の結晶成長装置の構成については、従来例の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
本実施の形態おけるＲＨＥＥＤ測定では、まず図３に示すように蛍光スクリーン１ａの一部領域（第１の領域）２０ａに回折電子線が入射される。これにより、蛍光スクリーン１ａには回折像が生じ、この回折像をビューポート３を介して結晶成長装置の外部から観察することができる。しかしながら、長期間使用すると、ヒ素、燐、セレン、硫黄等の蒸気圧の高い材料から蒸発したビームは、液体窒素シュラウド等の低温面で完全に捉えることは困難で、直接入射及びチャンバー内で多重反射することにより第１の領域２０ａに付着し、回折像を明確に観察することが難しくなってくる。
【００２２】
この場合には、図４に示すように蛍光スクリーン１ａが回転され、第１の領域２０ａとは異なる他の領域（第２の領域）２０ｂに回折電子線が入射される。第２の領域２０ｂには、まだ結晶基板の結晶をなす物質が付着していない。このため、この第２の領域２０ｂに回折電子線を入射させて蛍光スクリーン１ａに回折像を生じさせることにより、その回折像を明確に観察することができる。
【００２３】
以上のようにして蛍光スクリーン１ａを回転させて異なる領域に回折電子線を入射させることにより、長期間使用しても回折像を明確に観察できる結晶成長装置を得ることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては蛍光スクリーン１ａを回転させて移動させる構成について説明したが、本発明はこの移動に限定されるものではなく、横長の蛍光スクリーンを横方向にスライドさせて移動させる構成にも適用することできる。
【００２５】
また、上記においては第１および第２の領域２０ａ、２０ｂの２つの領域に移動させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の領域の各々に移動させる構成にも適用することができる。
【００２６】
また、本発明は、ＭＢＥ装置に限定されるものではなく、結晶を成長させる装置に広く適用することができる。
【００２７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の結晶成長装置によれば、蛍光スクリーンを移動させることができる。このため、長期間の使用により蛍光スクリーン上の第１の領域での回折像が見えにくくなった場合には、蛍光スクリーンを移動させ第２の領域に回折像を生じさせることができる。第２の領域には結晶をなす物質の付着がないため、蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することができる。これにより、長期間の使用によっても、蛍光スクリーン上の回折像を明確に観察することのできる結晶成長装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の結晶成長装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の結晶成長装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態の結晶成長装置におけるＲＨＥＥＤ測定の第１工程を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態の結晶成長装置におけるＲＨＥＥＤ測定の第２工程を示す図である。
【図５】ＲＨＥＥＤ装置を備えたＭＢＥ装置の構成を示す概略断面図である。
【図６】従来のＭＢＥ装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略断面図である。
【図７】従来のＭＢＥ装置における図５の領域Ｐを詳細に示す概略正面図である。
【符号の説明】
１ａ　蛍光スクリーン、１ｂ　ガラス円板、２　シャッタ、３　ビューポート、１１　超高真空チャンバ、１２　分子線セル、１３　基板加熱機構、１４　結晶基板、１５　シャッタ、１６　ＲＨＥＥＤ用電子銃、２０ａ　第１の領域、２０ｂ　第２の領域、３１ａ　入射電子線、３１ｂ　回折電子線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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