MBE49シリーズ

MBE49シリーズは、ワールドワイドで55台以上の納入実績があるパイロット量産から本格量産に適した大型クラスの分子線エピタキシー（MBE）装置です。リニアトランスファーによるフルオート搬送が標準仕様であり、in-situモニターと成長前処理の機能を備えています。3インチ5枚または4インチ4枚のバッチ成長に対応、かつ150mm、200mm Si（シリコン）ウェハの枚葉成長も可能です。最大12本のMBEセル(蒸着源）を標準搭載し、メタル蒸着の場合には電子ビーム銃ユニットをオプション搭載可能です。大型装置でありながら、通常III-V族の他、窒化物系、酸化物系、Siウェハ上ヘテロエピタキシーなど様々なアプリケーションに対応した装置仕様が提案可能です。

装置基本構成

結晶成長室

• ・4″×4, 3”x5枚対応チャンバー
• ・10本/12本のMBEセル(蒸着源）搭載可
• ・ロッキングタイプ高速セルシャッター
• ・高温・高均一性基板ヒーター 
• ・最新の in-situ モニタリング機能搭載可能(RHEED、エリプソメーター、高精度温度モニターなど）
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真空排気システム

• ・3つのポートであらゆるタイプのポンプに対応（イオンポンプ、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ等）
• ・独立したチタンサブリメーションポンプ
• ・到達圧力 <5×10-11 Torr
• ・液体窒素クライオパネルと水冷パネルの組み合わせ
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前処理室

• ・成長室と接続するためにイオンポンプで排気された高真空シャトルチューブ
• ・熱電対温度で最大450℃まで昇温可能なアウトガスヒーター搭載
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ロードロック室

• ・基板ホルダー（プラテン）の導入
• ・同時に15枚のプラテンを装填可能
• ・真空排気はドライスクロールポンプとクライオポンプの組み合わせ
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アンロード室

• ・基板ホルダー（プラテン）の払い出し
• ・同時に15枚のプラテンを貯め込み可能
• ・真空排気はドライスクロールポンプとクライオポンプの組み合わせ

エピ成膜特性

Run to Runの高い再現性

成長条件
・  3インチのGaAs基板上のAlGaAsバリア間にGaAs井戸を埋め込んだQWIP構造。
・  再現性の評価は、12枚のプラテン（5×3インチ）を使用して、トータル96時間成長バッチで実施。

Run to Run再現性結果
・  GaAs量子井戸の厚み ±0.15Å
・  AlGaAsバリア上のAlのモル分率のばらつき±0.2
・  4枚のウェハにおける波長のばらつき±0.17µm

As/P組成、波長ばらつき

成長条件：InAsP/InPマルチ量子井戸構造。
・InAsP量子井戸の組成は、As/Pフラックス比と基板に依存
・As/Pフラックス比とプラテン上の基板温度に依存。

As/P組成のばらつき結果
・±0.05%、±4Åの波長変動(フォトルミネッセンス測定結果より)。

GaN膜の均一性

成長条件：4″Siと3″SiCを使用。

均一性結果
・厚みと組成 < ± 1%
・シート抵抗 < ± 1%

成長条件：Wafer to Wafer, 3×4”Siと5×3”SiCを使用
・厚みと組成 < ± 1%
・シート抵抗 < ± 1%

成長条件：Run to Run, 3×4”Siと5×3”SiCを使用
・厚みと組成 < ± 2%

SiO2/Si上のHigh-K材料膜品質

成長条件：1.1nmのSiO2/Si 8インチウエハ上に、分子状酸素（4.10-6Torr）、300℃にて成膜した8nm LaAlO3層。

膜厚、バルク密度結果
・XRR評価で±2%厚みばらつき
・XRRによって計算されたLaAlO3のバルク密度82%

分子線エピタキシャル法の原理

分子線エピタキシャル法による分子線エピタキシー（MBE）は、エフュージョンセル(クヌーセンセル等）内のるつぼに入れた原料を加熱蒸発させ、基板上に到達させて結晶成長（エピタキシャル成長）を行う真空蒸着法の１つです。加熱蒸発の方法には抵抗加熱方式や電子ビーム照射方式などがあります。MBE は真空蒸着法の１つですが、MBEの特徴としては、チャンバ内を真空に引き，チャンバの周りを液体窒素で冷却することによってチャンバー圧力を高真空状態(～10-9torr 程度)に保ち蒸着を行うため、蒸発ガ ス分子の平均自由工程が長く、ガス分子はビーム状の分子線となって他の分子に衝突することなく基板表面に到達します。超高真空下にて成膜を行うため、残留ガスの影響を少なく抑える事ができ高品質の結晶膜が得られます。また膜厚の精密な制御も可能です。さらに RHEED（反射高速電子回折）等の結晶モニター等を用いて in-situ でモニターしながら、結晶成長条件へフィード バックすることが可能であり、このMBEの優れたフラックス制御性、界面の組成が原子レベルで急峻な組成を作製することができる為、化合物半導体デバイス向け結晶成長などに用いられます。

製品メーカー案内

RIBER社（フランス）は、1964年に設立された分子線エピタキシャル成長装置（MBE装置）およびコンポーネント（MBEセル・蒸着源）を製造・販売する世界シェアNo.1のサプライヤーです。主にGaAsやInP、GaN等の化合物半導体材料の成膜用途として累計約800台の装置を世に送り出してきました。現在、世界の主要大学や公的研究機関、デバイスメーカー、エピファウンドリー各社がRIBER社のMBE装置を運用しており、データ通信、5G/6G、VCSELレーザー、フォトニクス、センサー、3Dセンシングなど様々な最先端分野の研究または生産ツールとして貢献しています。

日本国内では、伯東株式会社が総代理店として、同社製品の販売と保守サービスを提供しております。