JPH0323625A - 半導体気相成長装置 - Google Patents
半導体気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0323625A JPH0323625A JP1159275A JP15927589A JPH0323625A JP H0323625 A JPH0323625 A JP H0323625A JP 1159275 A JP1159275 A JP 1159275A JP 15927589 A JP15927589 A JP 15927589A JP H0323625 A JPH0323625 A JP H0323625A
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- Japan
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- pressure
- pipe
- organic metal
- organometallic
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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】
産栗上の利用分野
本発明は有機金風気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法と記
す）による半導体気相成長＠置に関するものである。
す）による半導体気相成長＠置に関するものである。
従来の技術
近年、化合物半導体の結晶成長法として、液相或長法（
ＬＰＥ法〉、ハロゲン輸送法《ハロゲンＶＰＥ法冫、分
′子線エビタキシー法（ＭＢＥ法》とともに、ＭＯＣＶ
Ｏ法が注目されている。
ＬＰＥ法〉、ハロゲン輸送法《ハロゲンＶＰＥ法冫、分
′子線エビタキシー法（ＭＢＥ法》とともに、ＭＯＣＶ
Ｏ法が注目されている。
ＭＯＣＶＤ法は結晶の均一性に優れ、ｆｆｉ産性が良い
。また、膜厚の＃Ｊ ｉ（ｌ性に優れ、超格子など、Ｗ
Ｉｆｍの多ｍ４ｉ１ｎの形成に適しているなどの特徴を
有し、主として半導体レーザーなどの発光素子、高移動
度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などの超，ｉ速素子の結晶
成長法として用いられている。
。また、膜厚の＃Ｊ ｉ（ｌ性に優れ、超格子など、Ｗ
Ｉｆｍの多ｍ４ｉ１ｎの形成に適しているなどの特徴を
有し、主として半導体レーザーなどの発光素子、高移動
度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などの超，ｉ速素子の結晶
成長法として用いられている。
以下、従来のＭＯＣＶＤ装置の概略について、砒化ガリ
ウム・アルミニウム（以下、ａａ＾１＾Ｓ）成長用減圧
ＭＯＣＶ［）Ｈ置を例にとり説明１Ｊる。
ウム・アルミニウム（以下、ａａ＾１＾Ｓ）成長用減圧
ＭＯＣＶ［）Ｈ置を例にとり説明１Ｊる。
第２図は従来のＱａＡ ＩＡｓ戒良川減圧Ｍ Ｏ Ｃ
Ｖ Ｄ ！Ａ置の概略を示したものである。
Ｖ Ｄ ！Ａ置の概略を示したものである。
ａａおよび＾１の原料には有機金属化合物であるトリメ
チルガリウム〈以下、ＴＭＧと記す） ６３よびトリメ
チルアルミニウム（ＪＸ下、ＴＭＡと配り）を用いてい
る。これらはストップバルプの付いた保存容器１および
２内に保存され、水素《口２〉でバプリングすることに
より供給される。保存容！ｌｉ１．２は恒温１３．４に
より一定の温度に保たれ、またＨ２の供給量はマスフロ
ーコントローラ−５．６により制御される。有機金属の
供給量は保たれるｍ度における有機金属の蒸気圧とＨ２
の供給量により決まる。蒸発した有機金属は三方コック
７．８および有機金＃Ｉ２＃人管９を通って成長室１０
に導かれる。
チルガリウム〈以下、ＴＭＧと記す） ６３よびトリメ
チルアルミニウム（ＪＸ下、ＴＭＡと配り）を用いてい
る。これらはストップバルプの付いた保存容器１および
２内に保存され、水素《口２〉でバプリングすることに
より供給される。保存容！ｌｉ１．２は恒温１３．４に
より一定の温度に保たれ、またＨ２の供給量はマスフロ
ーコントローラ−５．６により制御される。有機金属の
供給量は保たれるｍ度における有機金属の蒸気圧とＨ２
の供給量により決まる。蒸発した有機金属は三方コック
７．８および有機金＃Ｉ２＃人管９を通って成長室１０
に導かれる。
一方、＾Ｓの原料には水素化物のアルシン（＾Ｓ｝−１
３）を川いる。＾Ｓ｝＋３は口２により希釈され、ボン
ベ１１内に保存されており、レギュレーター２８を通っ
てマス７ローコントローラー１２により流恐制御され、
三方コツク１３および水素化物導入配管１４を通り成長
室１０に導かれる。
３）を川いる。＾Ｓ｝＋３は口２により希釈され、ボン
ベ１１内に保存されており、レギュレーター２８を通っ
てマス７ローコントローラー１２により流恐制御され、
三方コツク１３および水素化物導入配管１４を通り成長
室１０に導かれる。
成長室１０には結晶成長用基板である砒化ガリウム（Ｇ
ａＡｓ） １４板１５を載せたカーボン製のサセプタ１
６が置かれ、これを高周波加熱千段１７により加熱し、
成長室１０に導入された上記原料ガスの熱分解あるいは
化学反応によりＧａＡｓ基板１５上にＧａＡＩＡＳ単結
晶をエビタキシャル成長させるものである。
ａＡｓ） １４板１５を載せたカーボン製のサセプタ１
６が置かれ、これを高周波加熱千段１７により加熱し、
成長室１０に導入された上記原料ガスの熱分解あるいは
化学反応によりＧａＡｓ基板１５上にＧａＡＩＡＳ単結
晶をエビタキシャル成長させるものである。
減圧成長を行なうには、成長室１Ｇ内に導入されたガス
をロータリーポンプ１８により排気し、排気速度をメイ
ンバルプ１９で調節することで所定或長圧力に保持する
。この際、有機金属のＭ発量が保存容Ｍ１．２中の１上
力にも依存することから、保存容Ｎ１，２中の圧力を二
一ドル２０にて精度良くｌ１ｍする必要がある。Ｉｉ長
開始直後においても有機金属ガスの供給を変動なく一定
に保つには、三方コック７．８の切換え前後で過渡的な
圧ｈ変動を生じないようにする必要があり、有機金Ｍｉ
４人管９と並列に設置される捨て配管２１も二一ドル２
２により同じ圧力で一定にｉＪＡｌ整されねばならない
。
をロータリーポンプ１８により排気し、排気速度をメイ
ンバルプ１９で調節することで所定或長圧力に保持する
。この際、有機金属のＭ発量が保存容Ｍ１．２中の１上
力にも依存することから、保存容Ｎ１，２中の圧力を二
一ドル２０にて精度良くｌ１ｍする必要がある。Ｉｉ長
開始直後においても有機金属ガスの供給を変動なく一定
に保つには、三方コック７．８の切換え前後で過渡的な
圧ｈ変動を生じないようにする必要があり、有機金Ｍｉ
４人管９と並列に設置される捨て配管２１も二一ドル２
２により同じ圧力で一定にｉＪＡｌ整されねばならない
。
ａｍ圧力鎖は大気圧である７６０１０ｒｒが一般的に用
いられる。
いられる。
以上のような減圧ＭＯＣＶＤ装置を用いてＧａＡＩＡｓ
成長を行なう際の操作手ｗＡはまず高真空ポンプ（たと
えばターボ分子ボンプ）２３により成長室１０および各
ガス配管を真空排気して管壁に付着した原料ガスなどの
吸者物を除去した後、０２ノＪスを供給して成長室１０
および各ガス配管を所定圧力にコントロールする。次に
有機金属保存容器１．２を捨て配１２１に接続した状態
で容器のストップバルプを開け、Ｈ２による有機金属の
パブリングを開始し、高周波加熱手段１７により成長室
１０内のサセブタ１６が所定温度で一定となった後、三
方コック７．８を捨て配管２１から有機金属導入管９に
切り換え、各原料ガスを成長室１０に導入し、成長を行
なうものである。
成長を行なう際の操作手ｗＡはまず高真空ポンプ（たと
えばターボ分子ボンプ）２３により成長室１０および各
ガス配管を真空排気して管壁に付着した原料ガスなどの
吸者物を除去した後、０２ノＪスを供給して成長室１０
および各ガス配管を所定圧力にコントロールする。次に
有機金属保存容器１．２を捨て配１２１に接続した状態
で容器のストップバルプを開け、Ｈ２による有機金属の
パブリングを開始し、高周波加熱手段１７により成長室
１０内のサセブタ１６が所定温度で一定となった後、三
方コック７．８を捨て配管２１から有機金属導入管９に
切り換え、各原料ガスを成長室１０に導入し、成長を行
なうものである。
允明が解決しようとする課題
しかしながら、上記従来の構或では有機金属の取り出し
開始のため有機金属保存容器１．２のストップバルプを
開けると、捨て配ｖ１２１および有機金属取り出し側配
管２４． ２５において瞬間的な圧力上昇が生じる。こ
れは口２の８！量制御をマスフローコントローラーによ
り精度よく行なうために、Ｈ２の供給圧力を通常大気圧
よりも充分大きな鎖（たとえば３＊９／ｃｄ）とするた
めで、口２が流れていない状態では有機金属保存容器１
．２のＨ２人口側配管がこれと同じ圧力となることによ
る。
開始のため有機金属保存容器１．２のストップバルプを
開けると、捨て配ｖ１２１および有機金属取り出し側配
管２４． ２５において瞬間的な圧力上昇が生じる。こ
れは口２の８！量制御をマスフローコントローラーによ
り精度よく行なうために、Ｈ２の供給圧力を通常大気圧
よりも充分大きな鎖（たとえば３＊９／ｃｄ）とするた
めで、口２が流れていない状態では有機金属保存容器１
．２のＨ２人口側配管がこれと同じ圧力となることによ
る。
この瞬間的な圧力上昇はすでに取り出しを開始し、捨て
配？！２１に接続されている有機金属の保存容器１．２
中にも及び、水素入口側配！２６． ２７への逆流をも
たらす。この逆流により、水素入口側配管２６． ２７
に液体状の有機金属が流出し、前述の高真空ボンプ２３
を用いた配管の真空排気の際に、有機金属が流出してい
ない場合に比べ、同じ真空度に到達するまでの時間が大
幅に長くなり、製造工程上大きな問題となっていた。
配？！２１に接続されている有機金属の保存容器１．２
中にも及び、水素入口側配！２６． ２７への逆流をも
たらす。この逆流により、水素入口側配管２６． ２７
に液体状の有機金属が流出し、前述の高真空ボンプ２３
を用いた配管の真空排気の際に、有機金属が流出してい
ない場合に比べ、同じ真空度に到達するまでの時間が大
幅に長くなり、製造工程上大きな問題となっていた。
本発明はこのような課題を解決するもので、瞬間的な圧
力上昇にともなうすでに取り出しを開始している有機金
属の水素入口側配管への逆流を起こすことなく、有機金
属を取り出サことができる半導体気相戊艮＠置を提供す
ることを１１的とづるものである。
力上昇にともなうすでに取り出しを開始している有機金
属の水素入口側配管への逆流を起こすことなく、有機金
属を取り出サことができる半導体気相戊艮＠置を提供す
ることを１１的とづるものである。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために、本発明は、有機金属の戒長
室への供給を行なう導入管を有するとともに２本以上の
独立した捨て配管を有し、有機金属保存容器の取り出し
口が切り換え弁により前記導入管もしくは捨て配管の１
つに選択的に接続できるようにしたものである。
室への供給を行なう導入管を有するとともに２本以上の
独立した捨て配管を有し、有機金属保存容器の取り出し
口が切り換え弁により前記導入管もしくは捨て配管の１
つに選択的に接続できるようにしたものである。
作用
このＩＩ１或により、有機金属の取り出しを開始する際
、有機金属の取り出しをすでに開始している他の有機金
属保存容器の有機金属取り出し口が接続されていない捨
て配管に、有機金属取り出し口を接続することにより、
取り出し開始時の瞬間的な圧力上昇にともなうすでに取
り出しを開始している他の有機金属の水素入口側配管へ
の逆流を起こすことなく、右機金属を取り出すことがで
きる．実施例 以下、本允明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。第１図は本発明の一実施例におけるＧａ＾１＾Ｓ
或長用減圧ＭＯＣＶＤ装置の概略図であり、図中前記従
来例と同一符号は同一部材を示す．従来例と同様にＴＭ
ＡおよびＴＭＧを用い、Ｈ２ガスをバプリングさせ有機
金属をＪＩ発させて、有機金属導入管９を経て成長室１
０へ供給した。また、＾８１１３はボンベ１１よりマス
フローコントローラー１２で８！愚制御され、同様に成
長室１０へ導かれるものである。戒長室１Ｇの圧力はメ
インバルプ１９を用いて７５ＴＯｒｒに、保存容！１１
．２および捨て配管．２１． ２９内の圧力は二一ドル
２Ｇ， ２２． ３０により７６０７Ｏｒｒに保持した
。
、有機金属の取り出しをすでに開始している他の有機金
属保存容器の有機金属取り出し口が接続されていない捨
て配管に、有機金属取り出し口を接続することにより、
取り出し開始時の瞬間的な圧力上昇にともなうすでに取
り出しを開始している他の有機金属の水素入口側配管へ
の逆流を起こすことなく、右機金属を取り出すことがで
きる．実施例 以下、本允明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。第１図は本発明の一実施例におけるＧａ＾１＾Ｓ
或長用減圧ＭＯＣＶＤ装置の概略図であり、図中前記従
来例と同一符号は同一部材を示す．従来例と同様にＴＭ
ＡおよびＴＭＧを用い、Ｈ２ガスをバプリングさせ有機
金属をＪＩ発させて、有機金属導入管９を経て成長室１
０へ供給した。また、＾８１１３はボンベ１１よりマス
フローコントローラー１２で８！愚制御され、同様に成
長室１０へ導かれるものである。戒長室１Ｇの圧力はメ
インバルプ１９を用いて７５ＴＯｒｒに、保存容！１１
．２および捨て配管．２１． ２９内の圧力は二一ドル
２Ｇ， ２２． ３０により７６０７Ｏｒｒに保持した
。
本発明の実施例の＠置では、捨て配管２１． ２９を２
系統設けている点で従来例と大きく異なる。２系統の捨
て配管２１． ２９のうち１系統は従来技術と同様に流
畿を安定化ざぜるための空流しに使用するが、残りの１
系統は保存容器１．２のＩｆｎ弁時にのみ用い、その際
の圧力変動が他の保存′８′ａに影響を及ぼさないよう
にした。ツなわら、保存容器１，２の間弁時には四方コ
ック３１． ３２は捨て配管２９に接続され、圧力が一
定値（この場合は７６０Ｔｏｒｒ）に安定した後、四方
コック３１． ３２を捨て配管２１に切り換えて空流し
を行なった。このようにすれば、有機金属の保存容器を
Ｙ！Ｂ閏状態から開弁ずる際の圧力変動が、他の有機金
属保存容器に影響を与えず、前述の逆流現象は生じない
。
系統設けている点で従来例と大きく異なる。２系統の捨
て配管２１． ２９のうち１系統は従来技術と同様に流
畿を安定化ざぜるための空流しに使用するが、残りの１
系統は保存容器１．２のＩｆｎ弁時にのみ用い、その際
の圧力変動が他の保存′８′ａに影響を及ぼさないよう
にした。ツなわら、保存容器１，２の間弁時には四方コ
ック３１． ３２は捨て配管２９に接続され、圧力が一
定値（この場合は７６０Ｔｏｒｒ）に安定した後、四方
コック３１． ３２を捨て配管２１に切り換えて空流し
を行なった。このようにすれば、有機金属の保存容器を
Ｙ！Ｂ閏状態から開弁ずる際の圧力変動が、他の有機金
属保存容器に影響を与えず、前述の逆流現象は生じない
。
以上の効果を検証するために、１゜ＭＡの保存容！Ｉ！
１を開弁した後、ＴＭＧの保存容器２を間弁する際の保
存容器１中の圧力変動および成長終了後の各配管の真空
到達時間の２点について調べた。
１を開弁した後、ＴＭＧの保存容器２を間弁する際の保
存容器１中の圧力変動および成長終了後の各配管の真空
到達時間の２点について調べた。
Ｈ２ガスの圧力を３．ＯＫ’ｌ／ａｌとした場合、従来
技術においてはＴＭＡの保存容器１中の圧力は７６０Ｔ
ｏｒｒから８００Ｔｏｒｒへ増加したが、本発明の実施
例では全く圧力変化は生じなかった。また、従来技術で
は逆Ｆ現象により、ＴＭＡが液体状態のまま配管内に流
出したために、或長終了後、ＩＸ１０４１０『ｒまでの
真空到達時間は９０分以上の長時間を要したのに対し、
本発明の実施例では逆流が生じないため、３０分程度で
済み、成長プロセスの大幅な時ｍ短縮が実現できた。
技術においてはＴＭＡの保存容器１中の圧力は７６０Ｔ
ｏｒｒから８００Ｔｏｒｒへ増加したが、本発明の実施
例では全く圧力変化は生じなかった。また、従来技術で
は逆Ｆ現象により、ＴＭＡが液体状態のまま配管内に流
出したために、或長終了後、ＩＸ１０４１０『ｒまでの
真空到達時間は９０分以上の長時間を要したのに対し、
本発明の実施例では逆流が生じないため、３０分程度で
済み、成長プロセスの大幅な時ｍ短縮が実現できた。
以上のように、有機金属用に２本の捨て配管２１．２９
を有し、有機金属の取り出しを閤始する際、すでに取り
出しを開始しているＴＭＡの有機金属取り出し口が接続
されていない捨て配管に，ＴＭＧの有機金属取り出し口
を接続することにより、取り出し開始時の瞬間的な圧力
上昇にともなうすでに取り出しを開始しているＴＭＡの
水素入口側配管への逆流を起こすことなく、有機金属を
取り出すことができる。
を有し、有機金属の取り出しを閤始する際、すでに取り
出しを開始しているＴＭＡの有機金属取り出し口が接続
されていない捨て配管に，ＴＭＧの有機金属取り出し口
を接続することにより、取り出し開始時の瞬間的な圧力
上昇にともなうすでに取り出しを開始しているＴＭＡの
水素入口側配管への逆流を起こすことなく、有機金属を
取り出すことができる。
なお上記実施例では、２種類の有機金属を川いたが、３
種類以上の場合でも同様の手段により適川できる。
種類以上の場合でも同様の手段により適川できる。
また上記実施例では、２本の捨て配管を用いたが、３本
以上の場合でも本充明の効果を失なうことはな（、Ｇａ
＾１＾Ｓだけでなく、燐化インジウム（ＩｎＰ）、燐化
インジウム・ガリウム（ ＴｎＧａＰ ）、燗化・砒化
インジウム・ガリウム（ ＩｎＧａＡｓＦ’ ）などの
他の化合物半導体のＭＯＣＶＤ成長でもｆｉ１様の効果
が骨られることは言うまでもない。
以上の場合でも本充明の効果を失なうことはな（、Ｇａ
＾１＾Ｓだけでなく、燐化インジウム（ＩｎＰ）、燐化
インジウム・ガリウム（ ＴｎＧａＰ ）、燗化・砒化
インジウム・ガリウム（ ＩｎＧａＡｓＦ’ ）などの
他の化合物半導体のＭＯＣＶＤ成長でもｆｉ１様の効果
が骨られることは言うまでもない。
発明の効果
以上のように本発明によれば、有機金属を原材料とした
半導体気相成長装置において、２本以上の複数の独立し
た捨て配管を有することにより、有機金属の取り出しを
開始する際の、すでに取り出しを開始している他の有機
金属の水木入口側配管への逆流を起こすことなく有機金
属を取り出すことができる。これにより、ａ％真空ポン
プによりガス＆！管を真空排気する場合の真空刊達時間
の大松￥ｎｌｍ、その他の有機金属の配管への逆流にと
もなう異常現象をなくすことができる。
半導体気相成長装置において、２本以上の複数の独立し
た捨て配管を有することにより、有機金属の取り出しを
開始する際の、すでに取り出しを開始している他の有機
金属の水木入口側配管への逆流を起こすことなく有機金
属を取り出すことができる。これにより、ａ％真空ポン
プによりガス＆！管を真空排気する場合の真空刊達時間
の大松￥ｎｌｍ、その他の有機金属の配管への逆流にと
もなう異常現象をなくすことができる。
４．図面ノｒｍ１ｔｌナ説明
第１図は本発明の一実施例における半導体気相成長装置
の概略図、第２図は従来の半導体気相成長装置の／Ｒ略
図である。
の概略図、第２図は従来の半導体気相成長装置の／Ｒ略
図である。
１．２・・・保存容器、９・・・有機金Ｉ［導入管、１
０・・・成長室、１１・・・ボンベ、１５・・・砒化ガ
リウム基板、１６・・・サセプタ、１７・・・高周波加
熱手段、２０・・・二一ドル、２１・・・捨て配管、２
２・・・二一ドル、２４． ２５・・・有機金属取り出
し側配管、２６． ２７・・・水素入口側配管、２９・
・・捨て配管、３０・・・二一ドル、３１． ３２・・
・四方コック。
０・・・成長室、１１・・・ボンベ、１５・・・砒化ガ
リウム基板、１６・・・サセプタ、１７・・・高周波加
熱手段、２０・・・二一ドル、２１・・・捨て配管、２
２・・・二一ドル、２４． ２５・・・有機金属取り出
し側配管、２６． ２７・・・水素入口側配管、２９・
・・捨て配管、３０・・・二一ドル、３１． ３２・・
・四方コック。
Claims (1)
- １、有機金属を原材料とした半導体気相成長装置であっ
て、有機金属の成長室への供給を行なう導入管を有する
とともに２本以上の独立した捨て配管を有し、有機金属
保存容器の取り出し口が切り換え弁により前記導入管も
しくは捨て配管の１つに選択的に接続できるようにした
半導体気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159275A JPH0323625A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 半導体気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159275A JPH0323625A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 半導体気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323625A true JPH0323625A (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15690223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159275A Pending JPH0323625A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 半導体気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0323625A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1159275A patent/JPH0323625A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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