| １−４−１ 分子線エピタキシャル（MBE）成長装置 |
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| 【技術分類】 |
| １−４ エピタキシャル成長装置 |
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| 【技術の名称】 |
| １−４−１ 分子線エピタキシャル（MBE）成長装置 |
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| 【技術内容】 |
| 分子線エピタキシー（MBE）とは、超高真空中で、複数の蒸発源から分子（原子）線を発生させて、加熱して清浄化された結晶基板上にそれぞれの材料のもつ付着係数の違いを利用して化学量論的組成比を保ってエピタキシャル成長をさせるものである。 |
| 図１にMBE装置の概念図を示す。 |
| MBE装置では、超高真空下で、チャンバー内で蒸気を発生したり、ガスを導入するような使用方法を取るので、排気ポンプの選択が重要であり、到達圧力値が良いことだけでは不十分で、成長中の圧力を維持することが大切である。超高真空排気系を構成する代表的なポンプには、１）イオンポンプ、２）クライオポンプ、３）ターボモレキュラーポンプ、４）チタンサブリメーションポンプがある。 |
| チャンバーなどの真空容器を形成する構造材料には、吸着ガス放出量が少ないだけではなく、高温ベーキングに耐え、リーク、透過のない材料が選択される。一般には、加工性、溶接性及び多種類の形状が供給されているオーステナイト系ステンレス鋼（SUS304、316）が用いられている。真空容器は鉱物油などの加工時の汚れを脱脂洗浄した後、溶接され、化学洗浄によって表面の酸化膜をエッチングして新たに正常な酸化膜を形成して装置に組み込まれる。 |
| 蒸発源及び基板加熱機構など、通常使用するときにもベーキング時以上に高温に加熱される部分には高温においても蒸気圧の低い材料を用いる。 |
| 蒸発源としては、固体材料の場合には、温度が1300℃以下であれば、抵抗加熱方式を用いた分子線セル、1300℃以上であれば電子衝撃で材料を加熱蒸発させる電子銃を使用する。 |
| ガスソースでは、必要とする蒸気圧を得るために成長室に導入するガスラインを含めて加熱している。また、水素化物は基板温度では分解しないためにガスクラッキングセルを用いて約1000℃に加熱し熱分解させる方式をとっている。 |
| 図２に量産化装置の成長室断面図（例）を示す。 |
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| 【図】 |
| 図１ MBE装置の概念図 |
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| 出典：「実用真空技術総覧」、（1990年11月26日）、実用真空技術総覧委員会編、産業技術サービスセンター発行、598頁、図2.1 MBE装置の概念図 |
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| 図２ 量産化装置の成長室断面図（例） |
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| 出典：「実用真空技術総覧」、（1990年11月26日）、実用真空技術総覧委員会編、産業技術サービスセンター発行、602頁、図3.1 量産型部分イオン化SiMBE装置（MBE-8011）成長室内部断面 |
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| 【応用分野】 |
| 半導体基板製造 |
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| 【出典／参考資料】 |
| 出典：「実用真空技術総覧」、（1990年11月26日）、実用真空技術総覧委員会編、産業技術サービスセンター発行、595頁〜606頁 |
