JPH01220821A - 気相成長装置のガス制御方法 - Google Patents
気相成長装置のガス制御方法Info
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- JPH01220821A JPH01220821A JP4709388A JP4709388A JPH01220821A JP H01220821 A JPH01220821 A JP H01220821A JP 4709388 A JP4709388 A JP 4709388A JP 4709388 A JP4709388 A JP 4709388A JP H01220821 A JPH01220821 A JP H01220821A
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- gas
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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、有機金属化学堆積法（以下、ＭＯＣｖＤ法と
いう）で基板上に気相成長を行わせる気相成長装置のガ
ス制御方法に関するものである。
いう）で基板上に気相成長を行わせる気相成長装置のガ
ス制御方法に関するものである。
［従来技術］
ＧａＡＳウェハよりなる基板上にＧＳＡＳの結晶成長を
行うＭＯＣＶＤ法は、高速電子デバイスや光デバイスを
製造するプロセスとして有力である。このプロセスを実
施する気相成長装置は、Ｖ族のアルシン（ＡＳＨ３）と
■族のトリメチルガリウムＱａ （ＣＨ３） ３ （以
下、ＴＭＧという）やトリメチルアルミニウムＡＡ （
ＣＨ３） ３ （以下、ＴＭＡという〉を用い、キャリ
アガスとしてはＨ２を用いている。又、この気相成長装
置はリアクタ内に基板を搭載したサセプタを置き、これ
らを６５０〜８００℃に加熱し、ここにＡＳＨｓ、Ｔ
−ＭＧあるいはＴＭＡを流して熱反応を起こさせ、基
板上に結晶成長を起こさせる。この場合、常温から高温
に加熱し、更に反応が終った後に常温に冷却するまでＡ
ＳＨ３とＨ２は常に流しているが、ＴＭＧやＴＭＡは必
要に応じて（例えば、薄膜の層毎に）リアクタに流して
いる。
行うＭＯＣＶＤ法は、高速電子デバイスや光デバイスを
製造するプロセスとして有力である。このプロセスを実
施する気相成長装置は、Ｖ族のアルシン（ＡＳＨ３）と
■族のトリメチルガリウムＱａ （ＣＨ３） ３ （以
下、ＴＭＧという）やトリメチルアルミニウムＡＡ （
ＣＨ３） ３ （以下、ＴＭＡという〉を用い、キャリ
アガスとしてはＨ２を用いている。又、この気相成長装
置はリアクタ内に基板を搭載したサセプタを置き、これ
らを６５０〜８００℃に加熱し、ここにＡＳＨｓ、Ｔ
−ＭＧあるいはＴＭＡを流して熱反応を起こさせ、基
板上に結晶成長を起こさせる。この場合、常温から高温
に加熱し、更に反応が終った後に常温に冷却するまでＡ
ＳＨ３とＨ２は常に流しているが、ＴＭＧやＴＭＡは必
要に応じて（例えば、薄膜の層毎に）リアクタに流して
いる。
この際、リアクタに流す配管系をメインラインと呼び、
リアクタをバイパスして排気側へ直接流す配管系をベン
トラインと呼んでいる。メインラインとベントラインに
は、ガスの流量を制御するための流量制御弁がそれぞれ
接続されている。ＭＯＣＶＤ法では、メインラインとベ
ントラインとの切換えをスムーズに行うことが重要であ
り、これがスムーズにできるか否かで、プロセス全体の
安定性と再現性が大きく左右される。なお、流量制御弁
は圧力変動によって流量が相当に変動するので、取扱に
注意が必要である。
リアクタをバイパスして排気側へ直接流す配管系をベン
トラインと呼んでいる。メインラインとベントラインに
は、ガスの流量を制御するための流量制御弁がそれぞれ
接続されている。ＭＯＣＶＤ法では、メインラインとベ
ントラインとの切換えをスムーズに行うことが重要であ
り、これがスムーズにできるか否かで、プロセス全体の
安定性と再現性が大きく左右される。なお、流量制御弁
は圧力変動によって流量が相当に変動するので、取扱に
注意が必要である。
第２図は従来の気相成長装置の構成を示したものである
。図に置いて、１はリアクタ、２はリアクタ１内のサセ
プタ、３はサセプタ２に支持された基板、４はリアクタ
１にガスを流すメインライン、５はリアクタ１をバイパ
スして排気側へ直接ガスを流すベントライン、６，７は
各ライン４゜５の上流側に接続されている流量制御弁（
以下、ＭＦＣという）、８はＭＦＣ６，７にＨ２からな
るキャリアガスの供給を行うキャリアガスライン、９は
リアクタ１からの排気ラインである。１０は■族のＴＭ
Ｇをキャリアガスのバブリングにより気化して供給する
第１の■液ガス供給源、１１は第１の■液ガス供給源１
０にバブリング用のキャリアガスを供給する第１のバブ
リングライン、１２は第１のバブリングライン１１に設
けられたＭＦＣ１１３はＭＦＣｌ ２の入口側で第１の
バブリングライン１１に設けられたバルブ、１４は第１
の■液ガス供給源１０の入口側で第１のバブリングライ
ン１１に設けられたバルブ、１５は第１の■液ガス供給
源１１から第１の■液ガスをメインライン４又はベント
ライン５に供給する第１の■液ガス供給ライン、１６は
第１の■液ガス供給ライン１５に設けられたバルブ、１
７Ａ、１７Ｂは第１の■液ガス供給ライン１５から供給
される第１の■液ガスをメインライン４に供給するかベ
ントライン５に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である６１８は■族のＴＭＡをキャリアガスのバブリン
グにより気化して供給する第２の■液ガス供給源、１９
は第２のｍ液ガス供給源１８にバブリング用キャリアガ
スを供給する第２のバブリングライン、２０は第２のバ
ブリングライン１９に設けられたＭＦＣ，２１はＭＦＣ
２０の入口側で第２のバブリングライン１９に設けられ
たバルブ、２２は第２の■液ガス供給源１８の入口側で
第２のバブリングライン１９にＢＱ ４プられたバルブ
、２３は第２の■液ガス供給源１８から第２の■液ガス
をメインライン４又はベントライン５に供給する第２の
■液ガス供給ライン、２４は第２の■液ガス供給ライン
２３に設けられたバルブ、２５Ａ、２５Ｂは第２の■液
ガス供給ライン２３から供給される第２の■液ガスをメ
インライン４に供給するかベントライン５に供給するか
の切換えを行う切換えバルブである。２６はＶ族のＡＳ
Ｈ３を供給するＶ液ガス供給源、２７はＶ液ガスをメイ
ンライン４又はベントライン５に供給するＶ液ガス供給
ライン、２８はＶ液ガス供給ライン２７に設けられたＭ
ＦＣ，２９はＭＦＣ２８の入口側でＶ液ガス供給うイン
２７に設けられたバルブ、３０Ａ、３０ＢはＶ液ガス供
給うイン２７から供給されるｖ液ガスをメインライン４
に供給するかベントライン５に供給するかの切換えを行
う切換えバルブである。
。図に置いて、１はリアクタ、２はリアクタ１内のサセ
プタ、３はサセプタ２に支持された基板、４はリアクタ
１にガスを流すメインライン、５はリアクタ１をバイパ
スして排気側へ直接ガスを流すベントライン、６，７は
各ライン４゜５の上流側に接続されている流量制御弁（
以下、ＭＦＣという）、８はＭＦＣ６，７にＨ２からな
るキャリアガスの供給を行うキャリアガスライン、９は
リアクタ１からの排気ラインである。１０は■族のＴＭ
Ｇをキャリアガスのバブリングにより気化して供給する
第１の■液ガス供給源、１１は第１の■液ガス供給源１
０にバブリング用のキャリアガスを供給する第１のバブ
リングライン、１２は第１のバブリングライン１１に設
けられたＭＦＣ１１３はＭＦＣｌ ２の入口側で第１の
バブリングライン１１に設けられたバルブ、１４は第１
の■液ガス供給源１０の入口側で第１のバブリングライ
ン１１に設けられたバルブ、１５は第１の■液ガス供給
源１１から第１の■液ガスをメインライン４又はベント
ライン５に供給する第１の■液ガス供給ライン、１６は
第１の■液ガス供給ライン１５に設けられたバルブ、１
７Ａ、１７Ｂは第１の■液ガス供給ライン１５から供給
される第１の■液ガスをメインライン４に供給するかベ
ントライン５に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である６１８は■族のＴＭＡをキャリアガスのバブリン
グにより気化して供給する第２の■液ガス供給源、１９
は第２のｍ液ガス供給源１８にバブリング用キャリアガ
スを供給する第２のバブリングライン、２０は第２のバ
ブリングライン１９に設けられたＭＦＣ，２１はＭＦＣ
２０の入口側で第２のバブリングライン１９に設けられ
たバルブ、２２は第２の■液ガス供給源１８の入口側で
第２のバブリングライン１９にＢＱ ４プられたバルブ
、２３は第２の■液ガス供給源１８から第２の■液ガス
をメインライン４又はベントライン５に供給する第２の
■液ガス供給ライン、２４は第２の■液ガス供給ライン
２３に設けられたバルブ、２５Ａ、２５Ｂは第２の■液
ガス供給ライン２３から供給される第２の■液ガスをメ
インライン４に供給するかベントライン５に供給するか
の切換えを行う切換えバルブである。２６はＶ族のＡＳ
Ｈ３を供給するＶ液ガス供給源、２７はＶ液ガスをメイ
ンライン４又はベントライン５に供給するＶ液ガス供給
ライン、２８はＶ液ガス供給ライン２７に設けられたＭ
ＦＣ，２９はＭＦＣ２８の入口側でＶ液ガス供給うイン
２７に設けられたバルブ、３０Ａ、３０ＢはＶ液ガス供
給うイン２７から供給されるｖ液ガスをメインライン４
に供給するかベントライン５に供給するかの切換えを行
う切換えバルブである。
このような気相成長装＠では、ＭＦＣｌ２．２０の制御
によって一定流量のＨ２ガスからなるキャリアガスを第
１．第２の■液ガス供給源１０゜１８に送ってバブリン
グにより第１．第２の■液ガスの一定流量をメインライ
ン４又はベントライン５に切換えバルブ１７Ａ、１８Ｂ
、２５Ａ、２５Ｂの切換えで供給する。また、Ｖ液ガス
も同様にＭＦＣ２８の制御によって一定流量を切換えバ
ルブ３０Ａ、３０Ｂの切換えで供給する。このとき、Ｍ
ＦＣ６，７から送るキャリアガスによって前述した第１
．第２の■液ガス及びＶ液ガスの全体の希釈をしている
。
によって一定流量のＨ２ガスからなるキャリアガスを第
１．第２の■液ガス供給源１０゜１８に送ってバブリン
グにより第１．第２の■液ガスの一定流量をメインライ
ン４又はベントライン５に切換えバルブ１７Ａ、１８Ｂ
、２５Ａ、２５Ｂの切換えで供給する。また、Ｖ液ガス
も同様にＭＦＣ２８の制御によって一定流量を切換えバ
ルブ３０Ａ、３０Ｂの切換えで供給する。このとき、Ｍ
ＦＣ６，７から送るキャリアガスによって前述した第１
．第２の■液ガス及びＶ液ガスの全体の希釈をしている
。
［発明が解決しようとする課題］
このようなガスの制御方法では、メインラインとベント
ラインの朗々の総流量が異なること、メインライン４に
はリアクタ１が接続されているのに対しベントライン５
はリアクタ１が接続されていないことによる配管抵抗の
差等によってメインライン４とベントライン５とで内部
圧が異なり、このため第１の■液ガスをバルブ１７Ａか
ら１７Ｂへ、あるいはバルブ１７Ｂから１７Ａへ切換え
た場合、ＭＦＣｌ ２が変動する問題点がある。このよ
うにＭＦＣＩ ２が変動すると、第３図に示すようにＧ
ａＡｓの基板３１上のＧａＡｓ膜３２のｔにＡＡＧａＡ
ａ膜３３を結晶成長させるｘ １−ｘ 場合、ガスを切換えた界面が荒れたり、界面の急峻性が
悪くなったりする問題点が生じる。高速電子デバイスで
ある高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）では、界面
の急峻性は２０Å以下を要求されているが、このような
ガス切換えではとても無理である。
ラインの朗々の総流量が異なること、メインライン４に
はリアクタ１が接続されているのに対しベントライン５
はリアクタ１が接続されていないことによる配管抵抗の
差等によってメインライン４とベントライン５とで内部
圧が異なり、このため第１の■液ガスをバルブ１７Ａか
ら１７Ｂへ、あるいはバルブ１７Ｂから１７Ａへ切換え
た場合、ＭＦＣｌ ２が変動する問題点がある。このよ
うにＭＦＣＩ ２が変動すると、第３図に示すようにＧ
ａＡｓの基板３１上のＧａＡｓ膜３２のｔにＡＡＧａＡ
ａ膜３３を結晶成長させるｘ １−ｘ 場合、ガスを切換えた界面が荒れたり、界面の急峻性が
悪くなったりする問題点が生じる。高速電子デバイスで
ある高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）では、界面
の急峻性は２０Å以下を要求されているが、このような
ガス切換えではとても無理である。
本発明の目的は、切換えバルブの切換えを行ってもメイ
ンラインとベントラインで内部圧力が変動せず、ＭＦＣ
の流れを安定させてガスの供給を行うことができ、また
リアクタ内の圧力も安定させることができる気相成長装
置のガス制御方法を提供することにある。
ンラインとベントラインで内部圧力が変動せず、ＭＦＣ
の流れを安定させてガスの供給を行うことができ、また
リアクタ内の圧力も安定させることができる気相成長装
置のガス制御方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明はガスをリアクタに供給するメインラインと、
前記ガスを前記リアクタに供給しないで直接排気側に排
出するベントラインとを備え、切換えバルブの制御によ
り前記メインラインに気相成長用ガスを供給するときに
は前記ベントラインにキャリアガスを供給し、前記ベン
トラインに前記気相成長用ガスを供給するときには前記
メインラインに前記キャリアガスを供給する気相成長装
置のガス制御方法において、前記メインラインと前記ベ
ントラインに流れる前記ガスの朗々の総流量が同じにな
るように制御し、前記メインラインと前記ベントライン
との各内圧が同じになるように制御し、且つ前記リアク
タの内圧が一定となるように制御することを特徴とする
。
、本発明はガスをリアクタに供給するメインラインと、
前記ガスを前記リアクタに供給しないで直接排気側に排
出するベントラインとを備え、切換えバルブの制御によ
り前記メインラインに気相成長用ガスを供給するときに
は前記ベントラインにキャリアガスを供給し、前記ベン
トラインに前記気相成長用ガスを供給するときには前記
メインラインに前記キャリアガスを供給する気相成長装
置のガス制御方法において、前記メインラインと前記ベ
ントラインに流れる前記ガスの朗々の総流量が同じにな
るように制御し、前記メインラインと前記ベントライン
との各内圧が同じになるように制御し、且つ前記リアク
タの内圧が一定となるように制御することを特徴とする
。
［作 用］
このようにガスの制御を行うと、メインラインとベント
ラインの差圧が常に０となり、切換えバルブによって気
相成長用ガスとキャリアガスのいずれかがりアクタに供
給されても、リアクタのガス圧は変動しない。これによ
りガスの流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタ
キシャル基板を得ることができる。
ラインの差圧が常に０となり、切換えバルブによって気
相成長用ガスとキャリアガスのいずれかがりアクタに供
給されても、リアクタのガス圧は変動しない。これによ
りガスの流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタ
キシャル基板を得ることができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳細に説明す
る。なお、前述した第２図と対応する部分には同一符号
をつけて示している。本実施例では、■液ガスを送るの
にメインライン４とベントライン５とを用い、Ｖ液ガス
を送るのに別のメインライン３４とベントライン３５と
を用いており、これに伴い切換えバルブ３０Ａ、３０Ｂ
はメインライン３４とベントライン３５とに設けている
。
る。なお、前述した第２図と対応する部分には同一符号
をつけて示している。本実施例では、■液ガスを送るの
にメインライン４とベントライン５とを用い、Ｖ液ガス
を送るのに別のメインライン３４とベントライン３５と
を用いており、これに伴い切換えバルブ３０Ａ、３０Ｂ
はメインライン３４とベントライン３５とに設けている
。
図において、３６．３７はメインライン３４とベントラ
イン３５の各上流側に接続されていてキャリアガスライ
ン８から供給されるキャリアガスの流量を制御するＭＦ
Ｃ，３８，，１３９は各メイン４゜３４の絶対圧を計測
する圧力計、４０はメインライン４とベントライン５の
差圧を検出してその差圧がＯになるような制御信号をＭ
ＦＣ７に送る差圧計、４１はメインライン３４とベント
ライン３５の差圧を検出してその差圧がＯになるような
制御信号をＭＦＣ３７に送る差圧計である。４２は第１
の■液ガス供給ライン１５からメインライン４又はベン
トライン５に送る第１の■液ガスの希釈を希釈用キャリ
アガスで行う第１の希釈ライン、４３は第１の希釈ライ
ン４２に設けられたＭＦＣ。
イン３５の各上流側に接続されていてキャリアガスライ
ン８から供給されるキャリアガスの流量を制御するＭＦ
Ｃ，３８，，１３９は各メイン４゜３４の絶対圧を計測
する圧力計、４０はメインライン４とベントライン５の
差圧を検出してその差圧がＯになるような制御信号をＭ
ＦＣ７に送る差圧計、４１はメインライン３４とベント
ライン３５の差圧を検出してその差圧がＯになるような
制御信号をＭＦＣ３７に送る差圧計である。４２は第１
の■液ガス供給ライン１５からメインライン４又はベン
トライン５に送る第１の■液ガスの希釈を希釈用キャリ
アガスで行う第１の希釈ライン、４３は第１の希釈ライ
ン４２に設けられたＭＦＣ。
４４はＭＦＣ４３の入口側で第１の希釈ライン４２に設
けられたバルブ、４５は第１の■液ガス供給うイン１５
から第１の■液ガスが供給されていないライン４又は５
に対して該第１の■液ガス供給うイン１５に流れている
第１の■液ガスの流量と同じ流量の流は補償用キャリア
ガスを送って流量の補償を行う第１の流量補償ライン、
４６は第１の流世補償ライン４５に設けられたＭＦＣで
ある。このＭＦＣ４６の設定流量は、ＭＦＣＩ ２とＭ
ＦＣ４３の各設定流量の和になるように定められている
。４７はＭＦＣ４６の入口側で第１の流量補償ライン４
５に設けられたバルブ、４８Ａ。
けられたバルブ、４５は第１の■液ガス供給うイン１５
から第１の■液ガスが供給されていないライン４又は５
に対して該第１の■液ガス供給うイン１５に流れている
第１の■液ガスの流量と同じ流量の流は補償用キャリア
ガスを送って流量の補償を行う第１の流量補償ライン、
４６は第１の流世補償ライン４５に設けられたＭＦＣで
ある。このＭＦＣ４６の設定流量は、ＭＦＣＩ ２とＭ
ＦＣ４３の各設定流量の和になるように定められている
。４７はＭＦＣ４６の入口側で第１の流量補償ライン４
５に設けられたバルブ、４８Ａ。
４８Ｂは第１の流量補償ライン４５から供給される流量
補償用のキャリアガスをメインライン４に供給するかベ
ントライン５に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である。切換えバルブ１７Ａ。
補償用のキャリアガスをメインライン４に供給するかベ
ントライン５に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である。切換えバルブ１７Ａ。
１７Ｂと４８Ａ、４８Ｂとは、一方の対角線上の切換え
バルブが共に開のとき、他方の対角線上の切換えバルブ
が共に閉となるように制御を受けるようになっている。
バルブが共に開のとき、他方の対角線上の切換えバルブ
が共に閉となるように制御を受けるようになっている。
４９は第２の■族ガス供給うイン２３からメインライン
４またはベントライン５に送る第２の■族ガスの希釈を
キャリアガスで行う第２の希釈ライン、５０は第２の希
釈ライン４９に設けられたＭＦＣ，５１はＭＦＣ５０の
入口側で第２の希釈ライン４９に設けられたバルブ、５
２は第２の■族ガス供給ライン２３から第２の■族ガス
が供給されていないライン４又は５に対して第２の■族
ガス供給うイン２３に流れている第２の■族ガスの流量
と同じ流量の流量補償用キャリアガスを送って流量の補
償を行う第２の流Ｍ補償ライン、５３は第２の流量補償
ライン５２に設けられたＭＦＣである。このＭＦＣ５３
の設定流帛は、ＭＦＣ２０とＭＦＣ５０の各設定流■の
和になるように定められでいる。５４はＭＦＣ５３の入
口側で第２の流量補償ライン５２に設けられたバルブ、
５５Ａ、５５Ｂは第２の流量補償ライン５２から供給さ
れる流量補償用のキャリアガスをメインライン４に供給
するかベントライン５に供給するかの切換えを行う切換
えバルブである。
４またはベントライン５に送る第２の■族ガスの希釈を
キャリアガスで行う第２の希釈ライン、５０は第２の希
釈ライン４９に設けられたＭＦＣ，５１はＭＦＣ５０の
入口側で第２の希釈ライン４９に設けられたバルブ、５
２は第２の■族ガス供給ライン２３から第２の■族ガス
が供給されていないライン４又は５に対して第２の■族
ガス供給うイン２３に流れている第２の■族ガスの流量
と同じ流量の流量補償用キャリアガスを送って流量の補
償を行う第２の流Ｍ補償ライン、５３は第２の流量補償
ライン５２に設けられたＭＦＣである。このＭＦＣ５３
の設定流帛は、ＭＦＣ２０とＭＦＣ５０の各設定流■の
和になるように定められでいる。５４はＭＦＣ５３の入
口側で第２の流量補償ライン５２に設けられたバルブ、
５５Ａ、５５Ｂは第２の流量補償ライン５２から供給さ
れる流量補償用のキャリアガスをメインライン４に供給
するかベントライン５に供給するかの切換えを行う切換
えバルブである。
切換えバルブ２５Ａ、２５Ｂと５５Ａ、５５Ｂとは、一
方の対角線上の切換えバルブが共に開のとき、他方の対
角線上の切換えバルブが共に開となるように制御を受け
るようになっている。
方の対角線上の切換えバルブが共に開のとき、他方の対
角線上の切換えバルブが共に開となるように制御を受け
るようになっている。
５６は排気ライン９に接続されている排気ユニット、５
７はリアクタ１内の絶対圧力を測定している圧力計であ
る。排気ユニット５６は圧力計５７からの信号で排気の
制御を行うようになっている。
７はリアクタ１内の絶対圧力を測定している圧力計であ
る。排気ユニット５６は圧力計５７からの信号で排気の
制御を行うようになっている。
次に、このような気相成長装置におけるガス制御方法を
説明する。第１の■族ガス供給源１０をＭＦＣＩ ２か
らのバブリング用キャリアガスによってバブリングし、
得られた第１の■族ガスを第１の■族ガス供給ライン１
５に送り出す。この第１の■族ガス供給ラインでは、Ｍ
ＦＣ４３から送られて来る希釈用キャリアガスで第１の
■族ガスの希釈を行う。第１の■族ガス供給源１０内で
は第１の■族ガスは飽和蒸気圧に近いが、この希釈によ
って飽和蒸気圧ではなくなる。ＭＦＣＩ ２と４３に流
れるガスの流量の総和が、第１の■族ガス供給うイン１
５を経てメインライン４又はベントライン５に切換えバ
ルブ１７Ａ、１７Ｂの切換えにより流れ込む。この第１
の■族ガス供給うイン１５からメインライン４又はベン
トライン５のいずれか一方に流れ込む第１の■族ガスの
流通と同じ流量の流量補償用キャリアガスがＭＦＣ４６
の制御によりメインライン４又はベントライン５の他方
に流れ込む。この場合、第１の■族ガスがメインライン
４とベントライン５とのいずれか一方のラインに流れ込
んでいるとき、他方のラインには流量補償用主１シリア
ガスが流れ込むように、切換えバルブ１７Ａ、１７Ｂと
４８Ａ、４８Ｂの切換え制御が行われる。従って、メイ
ンライン４とベントライン５には常に同じ流量のガスが
流れ、しかも両ライン４，５は差圧がＯになるように差
圧計４０とＭＦＣ７によって制御されているので、切換
えバルブ１７Ａ、１７Ｂと４８Ａ、４８Ｂとの切換えが
行われても圧力変動は生じない。ゆえに、リアクタ１に
はメインライン４から第１の■族ガスが流れ込んでも流
量補償用キャリアガスが流れ込んでも圧力変動は生じな
い。
説明する。第１の■族ガス供給源１０をＭＦＣＩ ２か
らのバブリング用キャリアガスによってバブリングし、
得られた第１の■族ガスを第１の■族ガス供給ライン１
５に送り出す。この第１の■族ガス供給ラインでは、Ｍ
ＦＣ４３から送られて来る希釈用キャリアガスで第１の
■族ガスの希釈を行う。第１の■族ガス供給源１０内で
は第１の■族ガスは飽和蒸気圧に近いが、この希釈によ
って飽和蒸気圧ではなくなる。ＭＦＣＩ ２と４３に流
れるガスの流量の総和が、第１の■族ガス供給うイン１
５を経てメインライン４又はベントライン５に切換えバ
ルブ１７Ａ、１７Ｂの切換えにより流れ込む。この第１
の■族ガス供給うイン１５からメインライン４又はベン
トライン５のいずれか一方に流れ込む第１の■族ガスの
流通と同じ流量の流量補償用キャリアガスがＭＦＣ４６
の制御によりメインライン４又はベントライン５の他方
に流れ込む。この場合、第１の■族ガスがメインライン
４とベントライン５とのいずれか一方のラインに流れ込
んでいるとき、他方のラインには流量補償用主１シリア
ガスが流れ込むように、切換えバルブ１７Ａ、１７Ｂと
４８Ａ、４８Ｂの切換え制御が行われる。従って、メイ
ンライン４とベントライン５には常に同じ流量のガスが
流れ、しかも両ライン４，５は差圧がＯになるように差
圧計４０とＭＦＣ７によって制御されているので、切換
えバルブ１７Ａ、１７Ｂと４８Ａ、４８Ｂとの切換えが
行われても圧力変動は生じない。ゆえに、リアクタ１に
はメインライン４から第１の■族ガスが流れ込んでも流
量補償用キャリアガスが流れ込んでも圧力変動は生じな
い。
第２の■族ガス供給源１８側においても、同様にして第
２の■族ガス供給うイン２３からメインライン４又はベ
ントライン５の何れか一方に流れ込む第２の■族ガスの
流量と同じ流量の流量補償用キャリアガスがＭＦＣ５３
の制御でメインライン４又はベントライン５の他方に流
れ込む。
２の■族ガス供給うイン２３からメインライン４又はベ
ントライン５の何れか一方に流れ込む第２の■族ガスの
流量と同じ流量の流量補償用キャリアガスがＭＦＣ５３
の制御でメインライン４又はベントライン５の他方に流
れ込む。
リアクタ１側においては、その内部圧力が圧力計５７で
検出され、この内部圧力が一定となるように排気ユニッ
ト５６が制御される。排気ユニット５６としては、回転
数が制御される真空ポンプか、排気ライン９にバランス
ガスを流す流量制御弁等が用いられる。
検出され、この内部圧力が一定となるように排気ユニッ
ト５６が制御される。排気ユニット５６としては、回転
数が制御される真空ポンプか、排気ライン９にバランス
ガスを流す流量制御弁等が用いられる。
リアクタ１内で反応が起こると、
ＡＳＨ３＋Ｇａ （ＣＨ３）３−＞ＧａＡｓ＋３ＣＨ４
となり、右辺は４分子、左辺は２分子なので、リアクタ
１内の圧力は少し上る。キャリアガスの流量に比してＡ
ＳＨ３、ＴＭＧの流量は共に小さいのであまり大きな値
ではないが、減圧ＭＯＣＶＤ法の場合、排気ユニット５
６の制御、ＭＦＣ７゜３７の制御が微妙に必要である。
１内の圧力は少し上る。キャリアガスの流量に比してＡ
ＳＨ３、ＴＭＧの流量は共に小さいのであまり大きな値
ではないが、減圧ＭＯＣＶＤ法の場合、排気ユニット５
６の制御、ＭＦＣ７゜３７の制御が微妙に必要である。
減圧ＭＯＣＶＤの場合、リアクタ１内は５０〜１５０同
ｒｒテあり、ｍ族ガス供給′ｆＪ！１０． １８＋７）
圧力はほぼ大気圧なので、メインライン４の末端の絞り
弁５８とベントライン５，３５の末端の絞り弁５９を用
いて圧力差を設ける。
ｒｒテあり、ｍ族ガス供給′ｆＪ！１０． １８＋７）
圧力はほぼ大気圧なので、メインライン４の末端の絞り
弁５８とベントライン５，３５の末端の絞り弁５９を用
いて圧力差を設ける。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る気相成長装置のガス制
御方法によれば、メインラインとベントラインの差圧が
常にＯとなり、切換えバルブによって気相成長用ガスと
キャリアガスのいずれがリアクタに供給されても、リア
クタのガス圧が変動しない利点がある。これによりガス
の流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタキシャ
ル基板を１することができる。
御方法によれば、メインラインとベントラインの差圧が
常にＯとなり、切換えバルブによって気相成長用ガスと
キャリアガスのいずれがリアクタに供給されても、リア
クタのガス圧が変動しない利点がある。これによりガス
の流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタキシャ
ル基板を１することができる。
第１図は本発明の方法を実施する気相成長装置の概略構
成図、第２図は従来の気相成長装置の概略構成図、第３
図はエピタキシャル基板の一例を示す縦断面図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４・・・メインライン、５・・・ベントライン、６，７
・・・ＭＦＣ，８・・・キャリアガスライン、９・・・
排気ライン、１０・・・第１の■族ガス供給源、１１・
・・第１のバブリングライン、１２・・・ＭＦＣ，１５
・・・第１の■族ガス供給ライン、１７Ａ、１７Ｂ・・
・切換えバルブ、１８・・・第２の■族ガス供給源、１
９・・・第２のバブリングライン、２０・・・ＭＦＣ１
２３・・・第２の■族ガス供給ライン、２６・・・Ｖ族
ガス供給源、２７・・・Ｖ族カス供給ライン、２８・Ｍ
ＦＣ１３０Ａ、３０Ｂ・・・切換えバルブ、３４・・・
メインライン、３５・・・ベントライン、３６．３７・
・・ＭＦＣ，３８，３９・・・圧力計、４０．４１・・
・差圧計、４２・・・第１の希釈ライン、４３・・・Ｍ
ＦＣ１４５・・・第１の流は補償ライン、４６・・・Ｍ
ＦＣ，４８Ａ、４８Ｂ・・・切換えバルブ、４つ・・・
第２の希釈ライン、５０・・・ＭＦＣ１５２・・・第２
の流量補償ライン、５３・・・ＭＦＣ１５５Ａ、５５Ｂ
・・・切換えバルブ、５６・・・排気ユニット、５７・
・・圧力計。
成図、第２図は従来の気相成長装置の概略構成図、第３
図はエピタキシャル基板の一例を示す縦断面図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４・・・メインライン、５・・・ベントライン、６，７
・・・ＭＦＣ，８・・・キャリアガスライン、９・・・
排気ライン、１０・・・第１の■族ガス供給源、１１・
・・第１のバブリングライン、１２・・・ＭＦＣ，１５
・・・第１の■族ガス供給ライン、１７Ａ、１７Ｂ・・
・切換えバルブ、１８・・・第２の■族ガス供給源、１
９・・・第２のバブリングライン、２０・・・ＭＦＣ１
２３・・・第２の■族ガス供給ライン、２６・・・Ｖ族
ガス供給源、２７・・・Ｖ族カス供給ライン、２８・Ｍ
ＦＣ１３０Ａ、３０Ｂ・・・切換えバルブ、３４・・・
メインライン、３５・・・ベントライン、３６．３７・
・・ＭＦＣ，３８，３９・・・圧力計、４０．４１・・
・差圧計、４２・・・第１の希釈ライン、４３・・・Ｍ
ＦＣ１４５・・・第１の流は補償ライン、４６・・・Ｍ
ＦＣ，４８Ａ、４８Ｂ・・・切換えバルブ、４つ・・・
第２の希釈ライン、５０・・・ＭＦＣ１５２・・・第２
の流量補償ライン、５３・・・ＭＦＣ１５５Ａ、５５Ｂ
・・・切換えバルブ、５６・・・排気ユニット、５７・
・・圧力計。
Claims (1)
- ガスをリアクタに供給するメインラインと、前記ガス
を前記リアクタに供給しないで直接排気側に排出するベ
ントラインとを備え、切換えバルブの制御により前記メ
インラインに気相成長用ガスを供給するときには前記ベ
ントラインにキャリアガスを供給し、前記ベントライン
に前記気相成長用ガスを供給するときには前記メインラ
インに前記キャリアガスを供給する気相成長装置のガス
制御方法において、前記メインラインと前記ベントライ
ンに流れる前記ガスの刻々の総流量が同じになるように
制御し、前記メインラインと前記ベントラインとの各内
圧が同じになるように制御し、且つ前記リアクタの内圧
が一定となるように制御することを特徴とする気相成長
装置のガス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4709388A JPH01220821A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 気相成長装置のガス制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4709388A JPH01220821A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 気相成長装置のガス制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220821A true JPH01220821A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12765573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4709388A Pending JPH01220821A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 気相成長装置のガス制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220821A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6017395A (en) * | 1996-03-13 | 2000-01-25 | Nec Corporation | Gas pressure regulation in vapor deposition |
| JP2006203208A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | ４方弁を有する半導体素子の製造装置、半導体素子の製造装置の弁制御方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
| JP2012092414A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-17 | Ulvac Japan Ltd | ガス供給システム |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP4709388A patent/JPH01220821A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6017395A (en) * | 1996-03-13 | 2000-01-25 | Nec Corporation | Gas pressure regulation in vapor deposition |
| JP2006203208A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | ４方弁を有する半導体素子の製造装置、半導体素子の製造装置の弁制御方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
| US9029244B2 (en) | 2005-01-19 | 2015-05-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus including 4-way valve for fabricating semiconductor device, method of controlling valve, and method of fabricating semiconductor device using the apparatus |
| US9406502B2 (en) | 2005-01-19 | 2016-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus including 4-way valve for fabricating semiconductor device, method of controlling valve, and method of fabricating semiconductor device using the apparatus |
| US9702041B2 (en) | 2005-01-19 | 2017-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus including 4-way valve for fabricating semiconductor device, method of controlling valve, and method of fabricating semiconductor device using the apparatus |
| JP2012092414A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-17 | Ulvac Japan Ltd | ガス供給システム |
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