DE3832423A1 - Radiales gasmischsystem - Google Patents

Description

Bei dem Verfahren der Metallorganischen Gasphasenepitaxie (MOVPE, Metallorganic Vapour Phase Epitaxy) werden Halbleiter­ materialien einkristallin abgeschieden, indem man metallorga­ nische Verbindungen zum Beispiel der dritten und Hydride der fünften Gruppe des Periodensystems einem Wasserstoff-Träger­ gasstrom kontrolliert zumischt und bei hoher Temperatur über geeigneten Substraten pyrolysiert.

Moderne Halbleiterbauelemente beinhalten immer komplexere Schichtfolgen, die zum Beispiel bei Quantum-Well-Strukturen in den Dickenbereich von einigen Atomlagen hinabreichen und hängen in ihrem Wirkungsgrad entscheidend von der Schichtqualität und der Güte der Grenzflächen zwischen Heteroschichten bezüglich Reinheit, Homogenität und Steilheit der Übergangsgradienten ab. Die geforderten Genauigkeiten liegen dabei im Bereich atomarer Monolagen.

Die Erzeugung von Heteroschichtfolgen erfordert daher eine exakte mengen- und zeitmäßige Flußkontrolle der Reaktanden ab­ solut und relativ zum Gesamtgasstrom. Dies geschieht zum einen durch eine unmittelbare Flußregelung der Gase, bzw. kleiner Trägergasmengen, die mit dem Dampf der flüssigen oder festen metallorganischen Verbindungen gesättigt sind. Zum anderen werden diese Gasströme durch geeignete Ventilkombinationen in einer sogenannten VENT/RUN-Schaltung zeitlich exakt kontrolliert zwischen dem Reaktorgasstrom und einer unmittelbar in das Abgas­ system führenden Leitung hin und her geschaltet.

Da das Trägergas aus prozeßtechnischen Gründen relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten hat (10 bis 100 cm/sec bei 5 bis 30 l/min), die Mengen der Reaktanden jedoch relativ klein sind (10 bis 1000 ml/min), kommt es bei der MOVPE darauf an, letztere in ihren Flußbedingungen unter anderem durch Druckregelung oder Ausgleich von Druckdifferenzen an den Ventilausgängen so stabil wie möglich zu halten, in der Geschwindigkeit anzupassen und die in den Reaktor geschalteten Gaspakete möglichst abrupt und örtlich gleich zu definieren.

Die Empfindlichkeit der verwendeten Materialien hauptsächlich gegen Feuchte und Sauerstoff sowie die Absorptionsgleichge­ wichte an den Wandungen erfordern zusätzlich eine möglichst einfache, saubere und oberflächenkontrollierte Gasführung be­ sonders im Ventilbereich. Üblicherweise werden die medienfüh­ renden Teile elektropoliert.

Die Wechselschaltung der stabilisierten Reaktionsgasströme zwischen VENT- und RUN-Leitungen wird in den meisten Fällen mit zwei Zweiwegeventilen oder einem Dreiwegeventil realisiert. Diese werden häufig aus Sicherheitsgründen pneumatisch ange­ steuert und sind in den beweglichen Teilen durch Faltenbalg­ oder Membransysteme gegen die Umgebung abgedichtet. Es kommen ebenfalls elektropneumatische Dreiwegeventile zum Einsatz.

Verwendet man die vollständigen Ventile und koppelt sie mit den üblichen Schraubverbindungen und T-Stücken an die Leitung des Trägergases, so resultiert ein relativ hoher räumlicher Versatz der einzelnen Injektionspunkte. Die in den Verbindungsfittings verbleibenden stehenden Totvolumina sind besonders bei extrem dünnen abzuscheidenden Halbleiterschichten um ein mehrfaches größer als die zu schaltenden Reaktionsgasvolumina. Beim typge­ mäßen Einbau von Zweiwegeventilen addiert sich noch der gesamte Faltenbalg- bzw. Membranbereich zu diesen nicht ständig gespül­ ten Teilen. Ebenso bleibt die Wirkung einer einzelnen Differenz­ druckregelung für mehrere hintereinandergeschaltete Ventilaus­ gänge wegen der jeweils anderen Bedingungen pro Ventilpaar frag­ würdig.

Eine Verbesserung ist durch die Anordnung dieser Ventile in einem linearen Modul möglich, in dem mehrere Ventilkörper durch einen Edelstahlblock mit geeigneten Bohrungen ersetzt und durch die herkömmlichen Ventilkörper ergänzt werden. Nachteilig bleibt jedoch der immer noch vorhandene räumliche Versatz relativ zur Hauptstromrichtung. In dieser Hinsicht optimal ist daher eine um die Hauptleitung radial symmetrische Anordnung der Ventile, die deren Ausgänge auf einen gemeinsamen Mischpunkt führt. Will man jedoch die verbleibenden Totvolumina nicht wieder durch eine zu große Entfernung der Ventilsitze von diesem Zentrum ver­ größern, ist deren Zahl beschränkt. Auf dem Markt sind verschie­ dene Systeme dieser Art erhältlich. Während die Ventilherstel­ ler (zum Beispiel NUPRO Company, Willoughby, Ohio USA) einfache, modulare, lineare Systeme bevorzugen, sind die Hersteller von MOVPE-Anlagen, wie EMCORE Corporation, Sommerset, New jersey, USA (lineares Manifold), Crystal Specialties (CSI), Portland, Oregon, USA (radiales Monifold, Dreiwegeventile), SPIRE Corpora­ tion, Bedford, Massachusetts, USA (radiales Manifold), Cryogenic & Vacuum Technology (CVT), Milton, Keynes, Großbritannien (radia­ les Manifold, Ringausgang), Thomas SWAN & Co. Ltd., Harston, Cambridge, Großbritannien (lineares Manifold), naturgemäß füh­ rend bei derartig zielgerichteten Entwicklungen. Beschränkt man die Betrachtung auf die besseren radialsymmetrischen Anordnungen, so verfügen die bestehenden Konzepte alle über Eigenschaften, die sie entweder an bestimmte Reaktortypen koppeln, in der Gas­ führung Nachteile in sich tragen oder in der Größe und im Preis als Einzelstücke unattraktiv werden lassen. Als besondere Nach­ teile seien hier lediglich die häufig fehlende Anpassung der Gasgeschwindigkeiten und der massive Einsatz von zusätzlichen und vermeidbaren Dichtungssystemen erwähnt.

Eine Verbesserung bietet ein von dem Ventilhersteller Fujikin International Inc., Japan auf den Markt gebrachte Ventilblock mit radialem Manifold. Durch die bei diesem Aufbau realisierte Anordnung der Ventile werden die Totvolumina und die Oberflä­ chen der Ventilkammern vergleichsweise sehr klein gehalten, durch die äußerst komplizierte Führung der Verbindungskanäle der Ventile untereinander wird die Herstellung eines solchen Ventilblockes äußerst aufwendig und schwierig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gasmischsystem, insbesondere für MOVPE, anzugeben, mit dem eine besonders exakte mengen- und zeitmäßige Flußkontrolle der Reaktanden absolut und relativ zum Gesamtgasstrom, eine einfache, saubere und oberflächenkontrollierte Gasführung und eine Übertragung auf alternative Anwendungen möglich ist, wobei dieses Gasmisch­ system möglichst einfach herstellbar sein soll.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist, einen Ventilblock, das heißt einen modularen Aufbau zu verwenden, die Ventile für die verschiedenen Reaktanden radial anzuordnen, für jeden Reak­ tanden zwei Ventile einzusetzen, die entgegen der vom Hersteller ursprünglich vorgesehenen Flußrichtung betrieben werden, und durch eine geschickte Führung der Verbindungskanäle die im Betrieb auf­ tretenden Totvolumina möglichst gering zu halten. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus ist zum einen darin zu sehen, daß die bei der Herstellung auftretenden Schwierigkeiten, den Ventilblock nach außen abzudichten und die Oberflächen der vom Gas durch­ strömten Kanäle in ausreichender Qualität herzustellen, vermin­ dert werden. Zum anderen wird durch diesen Aufbau im Betrieb eine einfache Gasführung, welche die relativen Geschwindigkei­ ten von Trägergas zu Nutzgas besser aneinander anpaßt als die im Stand der Technik vorhandenen Konzeptionen und ungespülte Totvolumina reduziert, erreicht. Von Vorteil ist ferner, daß ein erfindungsgemäßer Ventilblock mit handelsüblichen Ventilen, für die also in der Regel keine Sonderanfertigung erfolgen muß, ausgestattet ist.

Der erfindungsgemäße Aufbau wird anhand der Fig. 1 bis 4 be­ schrieben.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch den Ventil­ block mit den Strömungskanälen für die Trägergase und ein Reaktionsgas.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 für ein Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Ventilblock längs der in Fig. 2 bezeichneten Ebene.

Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 bezeichneten Ausschnitt.

Der Strömungsweg für jeweils eine zuzumischende Gassorte ist im Längsschnitt in Fig. 1 erkennbar. Es handelt sich um eine Vent/ Run-Schaltung. Für jedes der zu mischenden Gase ist ein separater Reaktandeneinlaß 3 und eine Schaltung aus zwei Zweiwegeventilen, die im Hinblick auf die Dichtigkeit vorteilhafter sind, vorhan­ den. Diese Ventile sind dabei so aufgebaut, geschaltet und durch Kanäle miteinander verbunden, daß alle mit dem Gasstrom kommuni­ zierenden Volumina von dem Reaktanden durchströmt werden. Zu diesem Zweck ist das erste von dem Reaktandenstrom erreichte Ventil eine in Normalposition geschlossene Ausführung. Wenn an dieser Stelle ein handelsübliches Ventil (zum Beispiel NUPRO­ 4BK-Ventil) eingesetzt wird, wird dieses so eingebaut, daß der Ventilinnenraum in geschlossener, das heißt Normalposition, von dem eingeleiteten Gas erfüllt wird. Dieser Ventilinnenraum bil­ det die in dem in Fig. 1 gezeigten schematischen Aufbau erste obere Ventilkammer 81. Der Ventilstößel 41 schließt in der Nor­ malposition diese erste obere Ventilkammer 81 gegen eine in dem Ventilblock 7 ausgesparte erste untere Ventilkammer 91 ab. Die erste obere Ventilkammer 81 des ersten Ventiles ist durch eine Ventilraumkorrespondenz 6 mit der zweiten oberen Ventilkammer 82 des zweiten von dem Reaktandenstrom erreichten Ventiles ver­ bunden. Für dieses zweite Ventil wird eine in Normalposition geöffnete Ausführung verwendet. In der Normalposition des zwei­ ten Ventilstößels 42 dieses zweiten Ventiles ist dessen zweite obere Ventilkammer 82 mit einer gleichfalls in den Ventilblock 7 hineingearbeiteten zweiten unteren Ventilkammer 92 verbunden.

Es sind je ein Strömungskanal für das Trägergas und das Spülgas vorgesehen, wobei der Trägergaseinlaß 1 und der Spülgaseinlaß 2 seitlich des Ventilblocks 7 angeordnet sind und nach Abknickun­ gen 8, 9 dieser Strömungskanäle ein Abschnitt 4 des Strömungska­ nals für das Trägergas und ein Abschnitt 5 des Strömungskanals für das Spülgas jeweils längs der Symmetrieachse der radialsym­ metrischen Ventilanordnung verlaufen. Diese Abschnitte 4, 5 mün­ den in den Trägergasauslaß 11, an den die Zuleitung zum Bei­ spiel zum MOVPE-Reaktor angeschlossen werden kann, bzw. in den Spülgasauslaß 12, der in ein Abgaß- System führt. Der längs der Mittenachse des Ventilblockes 7 verlaufende Abschnitt 4 des Strö­ mungskanals für das Trägergas weist Mündungen 21 von ersten Ver­ bindungskanälen 31 zu jeweils einer ersten unteren Ventilkammer 91 auf. Der längs der Mittenachse des Ventilblockes 7 verlaufen­ de Abschnitt 5 des Strömungskanals für das Spülgas weist Mündun­ gen 22 von zweiten Verbindungskanälen 32 zu den zweiten unteren Ventilkammern 92 auf. Bei Verwendung von Faltenbalgventilen wird die jeweils erste obere Ventilkammer 81 nach außen durch einen ersten Ventilbalg 51 und die jeweils zweite obere Ventil­ kammer 82 jeweils durch einen zweiten Ventilbalg 52 nach oben abgedichtet. Es können genausogut zum Beispiel Membran-Ventile verwendet werden.

In der in Fig. 1 dargestellten Normalposition der Ventilstößel 41, 42 strömt das betreffende für die Zusammenmischung vorgese­ hene Gas in den Reaktandeneinlaß 3, spült die erste obere Ven­ tilkammer 81, strömt durch die Ventilraumkorrespondenz 6, spült die zweite obere Ventilkammer 82 und die zweite untere Ventil­ kammer 92 und gelangt durch den zweiten Verbindungskanal 32 in den Strömungskanal 5, wo es von dem Spülgasstrom F aufgenommen und in das Abgassystem abgeleitet wird. Der Reaktandenstrom längs der mit A bezeichneten Pfeile spült also alle Volumina der beiden Ventile als Spülgas im eigentlichen Sinn und wird durch den Spülgasstrom als Träger aus dem Ventilblock 7 heraus­ geführt. Wenn ein bestimmtes Gasquantum dem Trägergasstrom C beigemischt werden soll, werden beide Ventile gleichzeitig umge­ schaltet. Die Positionen der Ventilstößel 41, 42 werden gegen­ einander vertauscht. Das Umschalten wird für beide Ventile syn­ chron vorgenommen. Durch das Schließen des zweiten Ventiles wird der Reaktandenstrom längst der mit A bezeichneten Pfeile rückgestaut und das Gas strömt jetzt längs der mit B bezeichne­ ten Pfeile durch die erste untere Ventilkammer 91 und dem ersten Verbindungskanal 31 in den Strömungskanal 4 für das Trägergas. Bei diesem erfindungsgemäßen Aufbau ist daher in der Phase des Zumischens das gesamte auftretende Totvolumen nicht größer als die Volumina der ersten unteren Ventilkammer 91 und des ersten Verbindungskanals 31.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung von sieben Gasen ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 im Schema dargestellten Längsschnitt. Die Schaltköpfe von pneumatisch gesteuerten Faltenbalgventilen, zum Beispiel der Firma NUPRO (Typ: SS-4BK-...-1C bzw. ...-10), werden mittels der Gewinde 15 an den Ventilblock 7 angeschraubt. Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch den Ventilblock 7 mit den radialsymme­ trisch um den längs der Symmetrieachse des Ventilblockes 7 ver­ laufenden Abschnitt 4 des Strömungskanals für das Trägergas an­ geordneten ersten Ventilkammern 81. Dieselbe Ansicht ergibt sich bei einem Querschnitt durch die jeweils zweiten Ventilkam­ mern in entgegengesetzter Blickrichtung. Die Ventilraumkorres­ pondenzen 6, die ersten Verbindungskanäle 31 und die zweiten Verbindungskanäle 32 sind jeweils Bohrungen von 2,5 mm Durch­ messer. Durch eine derartige Verbindung der Ventile untereinan­ der und mit den Strömungskanälen für die Trägergase sind eine Vielzahl der sonst nötigen Dichtungs- oder Schweißverbindungen vermeidbar. An der Oberfläche des Ventilblockes 7 sind alle Bohrungen zum Einschweißen von CAJON-VCR-Schraubfittings aufge­ weitet, die dem Anschluß zum übrigen Leitungssystem dienen. Um glatte innere Übergänge zu erhalten, richten sich die exakten Bohrungsdurchmesser nach den lichten Weiten der VCR-Fittings. Alle Innenoberflächen und Ventildichtungssitze sind mechanisch poliert. Die engsten Toleranzgrenzen müssen dabei an den Boh­ rungen und Dichtflächen für die Ventile eingehalten werden.

Die Strömungskanäle für das Trägergas und das Spülgas besitzen hinter dem Trägergaseinlaß 1 bzw. dem Spülgaseinlaß 2 eine lichte Weite von 5 bis 6 mm. Hinter den Abknickungen 8, 9 sind diese Bohrungen längs der Symmetrieachse des Ventilblockes 7 geführt und auf etwa 10 mm Durchmesser aufgeweitet. Diese Kanäle münden in dem Trägergasauslaß 11 bzw. dem Spülgasauslaß 12.

Der Ventilblock 7 wird für den Betrieb mit einer Druckregelung ausgestattet, die Druckdifferenzen zwischen Trägergasstrom C und Spülgasstrom F automatisch ausgleicht. Dieser Ausgleich mög­ licher Druckdifferenzen kann zum Beispiel durch eine Regelung der Spülgasmenge in der VENT-Leitung erfolgen.

Im bezeichneten Normalzustand ist das Ventil auf der RUN-Seite geschlossen und die Reaktanden werden durch den Reaktandenein­ laß 3 und den oberen Ventilteil über das gleichzeitig geöffnete VENT-Ventil in das Abgassystem geleitet (längs der mit A be­ zeichneten Pfeile). Bei diesem Vorgang spülen die für die Mi­ schung vorgesehenen Gase den größten Teil der vorhandenen Tot­ volumina und Metalloberflächen in den Ventilkammern. Bei Ver­ wendung handelsüblicher Ventile werden diese umgekehrt zu ihrer vom Hersteller vorgesehenen Strömungsrichtung betrieben und nicht im Hochdruckbereich eingesetzt.

Werden beide Ventile des von einem Reaktanden durchströmten Ka­ nals gleichzeitig umgeschaltet, so gelangt der Reaktionsgasstrom unmittelbar durch die jeweilige erste untere Ventilkammer 91 und den jeweiligen ersten Verbindungskanal 31 in den Strömungs­ kanal 4 für das Trägergas und wird so zum Reaktor geführt (längs der mit B bezeichneten Pfeile). Das verbleibende Totvo­ lumen beschränkt sich auf wenige Kubikmillimeter und besteht lediglich aus einer glatten Bohrung. Durch die radiale Anord­ nung sind die Eintrittspunkte für alle Reaktionsgase relativ zum Trägergas örtlich gleichwertig, das heißt die zusammenge­ mischten Gasquanten überlappen zeitlich mit der Genauigkeit, mit der sich die betreffenden Ventile durch eine geeignete Elek­ tronik ansteuern lassen. Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 gekenn­ zeichneten Ausschnitt in Vergrößerung.

Ein vollständig aufgebauter erfindungsgemäßer Ventilblock wurde in einer MOVPE-Anlage eingebaut und seit über einem Jahr betrie­ ben. Die gesamte Anordnung ist leckgeprüft und verfügt über eine He-Leckrate kleiner als 10^-9 1 × mbar × s^-1 nach außen und über alle Ventilsitze. In diesem Fall werden pro Kanal ein nor­ mal geschlossenes (RUN-Seite) und ein normal geöffnetes Ventil (VENT-Seite) verwendet und über eine gemeinsame Druckleitung ge­ steuert. Wie Photolumineszenz- und Transmissions-Elektronen­ mikroskopuntersuchungen zeigen, lassen sich in der MOVPE-Anlage, die für das Materialsystem (Al, Ga) As verwendet wird, bei Nor­ maldruck Schichtfolgen mit einer Übergangsschärfe von 1 bis maximal 2 atomaren Monolagen erzeugen. Die bisher kürzeste ver­ wendete Schaltzeit lag bei 0,3 Sekunden und führte zu einer GaAs-Schicht von 0,5 nm Schichtdicke.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich durch eine geringfügig veränderte Gasführung bzw. Radiusvergrößerung auf 8 bis 10 Reaktionsgase erweitern, ohne die entscheidenden Totvo­ lumina wesentlich zu vergrößern. Der erfindungsgemäße Ventil­ block kann auch in andersartigen Anwendungsfällen eingesetzt werden, wobei gegebenenfalls eine Anpassung der Bohrungsdurch­ messer möglich ist. Bei einer größeren Zahl von erforderlichen Gaszuführungen lassen sich mehrere dieser Einheiten parallel oder hintereinander koppeln.

Statt der Schaltköpfe von Ventilen können alternativ vollstän­ dige Ventilkörper die als Kartusche ausgebildet sind in den Ven­ tilblock 7 eingeschraubt werden. Dabei ist der Ventilkörper auf minimalen Umfang reduziert und die für die Aufnahme der Ventile nötigen Bohrungen vereinfachen sich erheblich. Die für die Boh­ rungen einzuhaltenden Toleranzwerte verringern sich und die Totvolumina werden weiter reduziert. Der Abfluß nach außen er­ folgt durch zwei zusätzliche Elastomer-Dichtungen.

Alternativ können die Schaltköpfe von Hochdruckventilen (zum Beispiel NUPRO-Typ HB) verwendet werden. Diese haben ein innen­ liegendes Faltenbalgsystem, das zu einer geringfügig vergrößer­ ten Einbautiefe führt und bezüglich der Spülbarkeit und Par­ tikelfreiheit weitaus besser erscheint, da die Oberfläche des Faltenbalgs gegenüber den anderen Ventilausführungen reduziert ist. Allgemein kann man durch die Flexibilität bei der Verwen­ dung von Ventilköpfen beliebige weitere Aspekte wie zum Bei­ spiel Ventilstellungsanzeigen oder Gasprüfleitungen berücksich­ tigen.

Will man den erfindungsgemäßen Ventilblock im Bereich niedriger Drucke (10 bis 200 mbar) betreiben, so empfiehlt es sich, die Bohrungen von den Ventilsitzen zu den Trägergasleitungen, das heißt die jeweils ersten und zweiten Verbindungskanäle 31, 32 nicht exakt senkrecht zu den Trägergasleitungen, sondern in Richtung des Hauptstroms angewinkelt anzuordnen, da die Gasge­ schwindigkeiten und mittleren freien Weglängen der Gasteilchen relativ hoch werden können und sich aus angewinkelten Verbin­ dungskanälen gleichzeitig eintretende Gase weniger gegenseitig beeinflussen.

Der Abstand der Bohrungen in diesem erfindungsgemäßen Ventil­ block, der im wesentlichen durch die Dimensionen der außenlie­ genden Ventilteile bestimmt wird, erlaubt die Anbringung zusätz­ licher Öffnungen zum Beispiel für Heizelemente. Ferner können über zwei weitere relativ dünne Bohrungen zur VENT- und RUN- Leitung die Meßpunkte für einen Differenzdruckaufnehmer inte­ griert werden.

Claims (7)

1. Gasmischsystem mit radialsymmetrisch an einem Ventilblock angeordneten Ventilen und Strömungskanälen für Trägergas und Spülgas, dadurch gekennzeichnet,

• - daß für jedes zur Mischung vorgesehene Gas zwei Ventile vor­ gesehen sind,
• - daß jeweils ein Reaktandeneinlaß (3) zum Einleiten dieses je­ weiligen Gases in den Ventilblock (7) vorhanden ist,
• - daß dieser jeweilige Reaktandeneinlaß (3) jeweils in einer er­ sten oberen Ventilkammer (81) des jeweiligen ersten Ventils mündet,
• - daß in dem Ventilblock (7) jeweils eine an die jeweilige erste obere Ventilkammer (81) angrenzende erste untere Ventilkammer (91) ausgespart ist,
• - daß das jeweilige erste Ventil jeweils einen ersten Ventil­ stößel (41), der aus seiner Normalposition in vom Ventilblock (7) wegweisender Richtung bewegt wird, besitzt,
• - daß dieser jeweilige Ventilstößel (41) in seiner Normalposi­ tion die jeweils erste obere Ventilkammer (81) gegen die je­ weilige erste untere Ventilkammer (91) abdichtet,
• - daß aus der jeweiligen ersten unteren Ventilkammer (91) je­ weils ein erster Verbindungskanal (31) herausgeführt ist,
• - daß dieser jeweilige erste Verbindungskanal (31) jeweils eine Mündung (21) in einen längs der Symmetrieachse der radialsymme­ trischen Ventilanordnung verlaufenden Abschnitt (4) des Strö­ mungskanals für das Trägergas aufweist,
• - daß aus der jeweiligen ersten oberen Ventilkammer (81) jeweils eine Ventilraumkorrespondenz (6) herausgeführt ist,
• - daß diese jeweilige Ventilraumkorrespondenz (6) jeweils in eine zweite obere Ventilkammer (82) des jeweiligen zweiten Ventiles mündet,
• - daß in dem Ventilblock (7) jeweils eine an die jeweilige zwei­ te obere Ventilkammer (82) angrenzende zweite untere Ventil­ kammer (92) ausgespart ist,
• - daß das jeweilige zweite Ventil jeweils einen zweiten Ven­ tilstößel (42), der aus seiner Normalposition in zum Ventil­ block (7) hinweisender Richtung bewegt wird, besitzt,
• - daß dieser jeweilige zweite Ventilstößel (42) so angeordnet ist, daß er so weit aus seiner Normalposition bewegt werden kann, daß er die jeweilige zweite obere Ventilkammer (82) ge­ gen die jeweilige zweite untere Ventilkammer (92) abdichtet,
• - daß aus der jeweiligen zweiten unteren Ventilkammer (92) je­ weils ein zweiter Verbindungskanal (32) herausgeführt ist und
• - daß dieser jeweilige zweite Verbindungskanal (32) jeweils eine Mündung (22) in einen längs der Symmetrieachse der ra­ dialsymmetrischen Ventilanordnung verlaufenden Abschnitt (5) des Strömungskanals für das Spülgas aufweist.

2. Gasmischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Durchmesser (d 1) des ersten Verbindungskanals (31) und der Durchmesser (d 2) des zweiten Verbindungskanals (32) höch­ stens 2,5 Millimeter betragen und
• - daß der Durchmesser (D 1) des Trägergasauslasses (11) am Ven­ tilblock (7) und der Durchmesser (D 2) des Spülgasauslasses (12) am Ventilblock (7) höchstens zehn Millimeter betragen.

3. Gasmischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers (d 1) des ersten Verbindungskanals (31) zu dem Durchmesser (D 1) des Träger­ gasauslasses (11) am Ventilblock (7) und das Verhältnis des Durchmessers (d 2) des zweiten Verbindungskanals (32) zu dem Durchmesser (D 2) des Spülgasauslasses (12) am Ventilblock (7) höchstens ein Viertel betragen.

4. Gasmischsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberteile der Ventile mit dem jeweiligen Ventilstößel (41, 42) und dem je­ weiligen Betätigungsmechanismus aus dem Ventilblock (7) aus­ schraubbar sind.

5. Gasmischsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventile einschließlich der Wandung der jeweiligen unteren Ventilkammer (91, 92) und der Wandung der jeweiligen oberen Ventilkammer (81, 82) als in den Ventilblock (7) einsetzbare Kartusche ausgebildet sind.

6. Gasmischsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere wie in Anspruch 1 gekennzeichnete Ventilblöcke (7) zusammengeschaltet sind.

7. Gasmischsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten Ver­ bindungskanäle (31) jeweils so gerichtet sind, daß ein darin geführter Reaktandenstrom (B) jeweils eine Geschwindigkeits­ komponente mit derselben Richtung und Orientierung wie der Trä­ gergasstrom (C) im Bereich der Mündungen (21) der ersten Ver­ bindungskanäle besitzt, und daß die zweiten Verbindungskanäle (32) jeweils so gerichtet sind, daß ein darin geführter Reak­ tandenstrom (A) jeweils eine Geschwindigkeitskomponente mit derselben Richtung und Orientierung wie der Spülgasstrom (F) im Bereich der Mündungen (22) der zweiten Verbindungskanäle be­ sitzt.