半導体用語集

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半導体用語集

分子線エピタキシー法

英語表記:Molecular Beam Epitaxy : MBE

分子線工ピタキシー法 (Molecular Beam Epitaxy : MOE)では当初クヌッセンセルを用て、 蒸発物質を分子線として基板に照射し、結晶成長を行っていた。 分子線の名前はここに由来する。 その後、改良が重ねられ広ロのラングミュアセルが用いられるようになった。 分子線工ビタキシー法は、原理的には超高真空下における真空蒸着であるが、結晶成長を行うため放出ガスの少ない構成材料が用いられることと、基板温度の精密制御が必要なこと、蒸発速度を正確に制御する技術が用いられていることなどが通常の真空蒸着とは異なる。蒸発セルにはPBN (Pyrolytic Boron Nitride)やTaヒータが用いられ、フラックスの量をモニタするのにイオンゲージを改良したフラックスモニタが用いられている。
また、結晶成長のモニタには反射高速電子回折装置が用いられている。結晶成長を行う前の背圧を10ー8Pa 以下にしないと不純物が成長膜内に取り込まれ、純度の高い結晶膜がえられない。GaAsなどの化合物半導体を成膜する場合、単体の金属ヒ素とガリウム金属を蒸発させて行うが、成膜を律速するのはガリウムのフラックスでありヒ素は付着確率が低くガリウムがないと付着しないので、多量のヒ素雰囲気中で結晶成長が行われる。通常、ガリウムのフラックスを1とした時、ヒ素フラックスは10程度になる。一般にⅢ族元素は付着隔離が高く、五族元素は付着確立が低い。