FR2698381A1 - Appareil pour la production de dispositifs semi-conducteurs composés et conteneur d'une matière organique métallique à y utiliser. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé. Selon l'invention, il comprend des moyens d'ajustement du débit (10a à 10c) de matières gazeuses respectives, un tuyau (12) de mélange de gaz pour mélanger ces matières gazeuses respectives, des tuyaux de distribution de gaz (13a à 13c) qui sont connectés à une extrémité du tuyau (12), des seconds moyens d'ajustement du débit (14a à 14c) pour ajuster les débits des matières gazeuses qui s'écoulent par les tuyaux de distribution de gaz (13a à 13c) et pour fournir les matières gazeuses dans un tube de réaction (3), des pastilles (2) placées sur le tube (3) de manière que les matières gazeuses dans le tube de réaction (3) soient résolues pour y provoquer la croissance d'un cristal, un moyen (21) de détection de pression dans le tuyau (12) et un moyen de commande (22) qui, à la réception d'une sortie du moyen de détection de pression (21), contrôle les seconds moyens d'ajustement du débit (14a à 14c) pour maintenir la pression dans le tuyau (12) à une valeur constante. L'invention s'applique notamment à l'industrie des semi-conducteurs.
Description
La présente invention se rapporte à un appareil pour la croissance de
cristaux semi-conducteurs composés utilisant une méthode de croissance en phase vapeur et elle se rapporte plus particulièrement à un perfectionnement
d'un mécanisme pour fournir la matière gazeuse à un tube de réaction.
La figure 8 donne un schéma d'un appareil pour la croissance d'un cristal semi-conducteur composé afin de former un film mince sur un certain nombre de pastilles par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur à assez basse pression Plus particulièrement, cet appareil de croissance produit une réaction chimique sur les matières gazeuses sous une pression réduite afin de déposer un
solide sur les pastilles.
Plus particulièrement, comme cela est illustré à la figure 8, un suscepteur 1 contenant un certain nombre de pastilles 2 est placé dans un tube de réacteur 3 de forme cylindrique et, après avoir fermé les deux extrémités d'ouverture du tube de réaction 3 au moyen de couvercles 4 et 5, un gaz réactif (un mélange de matières gazeuses) est fourni au tube de réaction 3 via des entrées 6 a à 6 c d'alimentation en gaz Alors, dans un état o la pression dans le tube de réaction 3 est réduite via une sortie d'échappement 8 par une pompe d'échappement 9, l'intérieur du tube 3 est chauffé à une température prescrite par application de courant électrique à un four 7, afim de déposer un cristal sur les pastilles 2 selon une réaction chimique de la matière gazeuse Là, le débit de la matière gazeuse requis pour la croissance du cristal est contrôlé par des contrôleurs d'écoulement massique (que l'on appellera ci-après MFC) pour fournir la matière gazeuse l Oa à l Oc, et les gaz respectifs sont introduits à travers des tuyaux 1 la à 1 lc d'alimentation en matière gazeuse dans un tuyau 12 de mélange de gaz pour mélanger ces gaz La matière gazeuse qui y est mélangée est introduite dans le tube de réaction 3 par des tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz afin d'équilibrer l'épaisseur, la composition ou analogue par
la croissance cristalline entreprise dans le tube de réaction 3.
En employant l'appareil de croissance ci-dessus décrit, la distribution de gaz dans le tube de réaction est mieux améliorée que dans le cas o le gaz réactif est fourni par une seule entrée d'alimentation en gaz d'une seule extrémité du tube de réaction Cependant, les débits de la matière gazeuse mélangée s'écoulant à travers les tuyaux respectifs de distribution de gaz ne sont pas toujours rendus égaux les uns aux autres simplement par ramification du tuyau d'alimentation en gaz mélangé en plusieurs tuyaux, ce qui n'a pas pour résultat
un film mince d'une grande égalité.
Dans un appareil de dépôt chimique en phase vapeur à plus basse pression qui est illustré à la figure 9, lequel est révélé dans la demande du modèle d'utilité publiée au Japon No 2-33260, selon une tension à la sortie d'un débitmètre de masse (que l'on appellera ci-après MFM) 15 qui est placé dans le trajet du tuyau de mélange de gaz 12, laquelle tension de sortie est appliquée à un circuit de contrôle de gaz 16, c'est-à-dire selon le débit de la matière gazeuse mélangée s'écoulant dans le MFM 15, les débits de la matière gazeuse mélangée s'écoulant dans les MFC respectifs pour ajuster les gaz réactifs 14 a, 14 b et 14 c, lesquels MFC sont respectivement placés dans le trajet des tuyaux de distribution de gaz 13 a, 13 b et 13 c, sont changés tandis que les pourcentages des quantités d'écoulement pour les MFC respectifs 14 a à 14 c sont maintenus à des valeurs qui sont préétablies à des appareils d'ajustement 17 a à 17 c, sous contrôle du circuit de contrôle de gaz 16 Par suite, les débits de la matière gazeuse mélangée s'écoulant à travers les tuyaux respectifs de distribution de gaz 13 a, 13 b et 13 c sont automatiquement ajustés en maintenant les pourcentages des quantités d'écoulement et les débits de la matière gazeuse
mélangée s'écoulant dans le tube de réaction 3 sont équilibrés.
Si entre les MFC i Qa à l Oc fournissant la matière gazeuse se trouvant dans le trajet des tuyaux d'alimentation en matière gazeuse 1 la à l lc et les MFC 14 a à 14 c se trouvant dans le trajet des tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz, il y a une différence de précision du fait d'erreurs de fabrication, d'une détérioration avec les années ou analogues des MFC, c'est-à-dire si, bien que le circuit de contrôle de gaz 16 rende les débits des matières gazeuses s'écoulant dans les MFC 14 a à 14 c égaux à ceux s'écoulant dans les MFC 10 a à 10 c, les débits totaux des premiers MFC 14 a à 14 c sont plus petits que ceux des derniers MFC 1 Oa à 1 Oc, la matière gazeuse mélangée se trouve retardée dans le tuyau de mélange de gaz 12 qui se trouve entre les MFC 14 a à 14 c et les MFC 10 a à 1 Oc, ce qui diminue le débit de la matière gazeuse mélangée s'écoulant dans le MFM Cependant, dans cette structure, les débits du gaz réactif s'écoulant dans les MFC 14 a à 14 c diminuent avec la diminution du débit de la matière gazeuse mesurée dans le MFM 15 et les matières gazeuses sont d'autant plus retardées dans le tuyau 12 de mélange de gaz, ce qui diminue encore les débits des
matières gazeuses avec pour résultat un cercle vicieux.
Dans l'appareil pour la croissance d'un cristal semi-conducteur composé de l'art antérieur construit comme ci-dessus, la matière gazeuse est retardée dans le tuyau de mélange de gaz entre les MFC disposés respectivement au stade antérieur et au stade ultérieur du tuyau de mélange de gaz, étant donné les erreurs de fabrication, la détérioration avec les années ou analogues des MFC et
dans le pire des cas, la fourniture de la matière gazeuse mélangée peut s'arrêter.
La figure 10 donne un schéma bloc illustrant un appareil pour la croissance d'un cristal selon l'art antérieur, lequel est révélé dans la demande de brevet au Japon No 1-140712 Sur cette figure, des pastilles 2 sont disposées sur un suscepteur 31 ayant un arbre de rotation 30 Des soupapes variables avec le débit 32 a à 32 d sont disposées dans le trajet des tuyaux de distribution de gaz 13 Des matières liquides prescrites sont incorporées dans des appareils de barbotage 33 a à 33 c et on y fait passer H 2 gazeux en tant que gaz porteur pour produire les matières gazeuses souhaitées Des soupapes d'arrêt 35 a à 35 d sont
utilisées pour l'entretien.
Dans cet appareil, après mélange des matières gazeuses produites dans les appareils de barbotage 33 a à 33 c dans un tuyau de mélange de gaz 12, les rapports des quantités d'écoulement (rapport de distribution) des matières gazeuses mélangées s'écoulant à travers les tuyaux de distribution de gaz 13 sont contrôlés par les soupapes variables avec le débit 32 a à 32 d ayant un degré prescrit d'ouverture et la matière gazeuse mélangée est introduite dans le tube réactionnel 3 Les matières gazeuses introduites dans le tube réactionnel 3 comme on l'a décrit ci- dessus réagissent sur la surface ou à proximité des pastilles 2, faisant croître les cristaux souhaités sur les pastilles 2 Ainsi, dans cet appareil, l'uniformité de l'épaisseur de la couche et de la composition de la couche de cristal tirée sur la pastille 2 augmente grâce à l'ajustement des débits des gaz s'écoulant à travers les tuyaux 13 de distribution de gaz Cependant, selon cet appareil de l'art antérieur, on ne considère pas la nature inhérente de chaque matière Par conséquent, dans le traitement d'un certain nombre de pastilles de grande taille, il est difficile de contrôler à la fois l'uniformité de l'épaisseur des couches, la composition et la quantité d'addition d'impuretés dans la couche de cristal qui est formée, suffisamment, sur toute la surface de la pastille. Dans l'appareil illustré à la figure 10, les matières gazeuses sont produites en utilisant les appareils de barbotage (conteneurs d'une matière organique métallique) Cependant, il y a un problème par le fait qu'une petite quantité de la matière organique métallique gazeuse n'est pas fournie de manière
stable dans l'appareil conventionnel de barbotage.
Plus particulièrement, comme cela est illustré à la figure 11, dans l'appareil conventionnel de barbotage, en fournissant un débit spécifique d'un gaz porteur, par exemple H 2, à un conteneur 53 de matière, (que l'on appellera ci-après également cylindre) en provenance d'un tuyau 51 pour introduire le gaz porteur par un MFC 56 et en faisant passer le gaz porteur à travers la matière organique métallique 54, des bulles 55 sont produites et une matière gazeuse saturée de vapeur provenant de la matière organique métallique s'échappe d'un tuyau 52 des gaz déchappement A ce moment, en réglant la pression d'un manomètre 57 placé dans le trajet du tuyau déchappement de gaz 52 à une valeur prescrite, on obtient une quantité prescrite d'une matière gazeuse ayant une pression constante de vapeur Cependant, afin de sortir une petite quantité de la matière gazeuse, il faut introduire une petite quantité d'un gaz porteur dans la matière organique métallique Les bulles produites à ce moment ne sont pas des bulles continues mais intermittentes et instables parce que le gaz porteur introduit est en une trop petite quantité Par conséquent, la quantité de vapeur de la matière gazeuse à l'échappement du tuyau d'échappement de gaz 52 n'est pas stable non plus et on ne peut prélever la vapeur souhaitée de la matière
organique métallique.
Afin de résoudre les problèmes ci-dessus décrits, comme cela est illustré à la figure 12, une extrémité d'un tuyau 51 a d'introduction du gaz porteur n'est pas immergée dans la matière organique métallique 54 Dans cet appareil, un gaz porteur fourni au cylindre 53 ne produit pas de bulles, absorbe une vapeur saturée sortant à la surface de la matière organique métallique 54 à un état déquilibre pour un échappement du tuyau d'échappement de gaz 52 sous la forme de la matière gazeuse Cependant, dans cet appareil, tandis que la matière organique métallique 54 est consommée, la distance entre le tuyau d'échappement de gaz 52 et le niveau du liquide de la matière organique métallique 54 change Par conséquent, la quantité de vapeur de la matière gazeuse prélevée dans le tuyau d'échappement de gaz 52 change avec la consommation de la matière et on ne peut prélever de manière stable une
quantité souhaitée de matière gazeuse.
La présente invention a pour objet de contrôler régulièrement le débit de la matière gazeuse mélangée même lorsqu'il y a une différence de précision du fait d'erreurs de fabrication et d'une détérioration avec les années des FMC,
entre les MFC fournissant la matière gazeuse et les MFC ajustant le gaz réactif.
La présente invention a pour autre objet de procurer un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé permettant d'obtenir une uniformité suffisante de l'épaisseur de la couche, de la composition et de la quantité d'addition dimpuretés de la couche de cristal développée sur la totalité
de la surface de la pastille.
La présente invention a pour autre objet de procurer un conteneur d'une matière organique métallique pouvant fournir de manière stable une petite
quantité de matière gazeuse.
Selon un premier aspect de la présente invention, un appareil de production dun dispositif semi-conducteur composé comporte un premier moyen d'ajustement du débit d'une matière gazeuse, un tuyau de mélange de gaz pour mélanger les matières gazeuses dont les débits sont ajustés, un certain nombre de tuyaux de distribution de gaz qui sont connectés à une extrémité du tuyau de mélange de gaz, un second moyen d'ajustement du débit pour ajuster la matière gazeuse s'écoulant à travers les tuyaux de distribution de gaz et pour fournir les matières gazeuses dans un tube de réaction, un certain nombre de pastilles placées dans le tube de réaction de manière que la matière gazeuse dans le tube de réaction soit forcée à croître en un cristal, un moyen pour détecter la pression dans le tuyau de mélange de gaz et un moyen de contrôle pour, à la réception d'une sortie du moyen de détection de pression, contrôler le second moyen d'ajustement du débit afin de maintenir la pression dans le tuyau de mélange de gaz à une valeur constante Par conséquent, un retard de la matière
gazeuse entre les premier et second moyens dajustement du débit est empêché.
Selon un second aspect de la présente invention, l'appareil, ci-dessus décrit pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé comporte de plus un tuyau de dérivation du gaz réactif pour la ramification et l'échappement d'un gaz réactif dans le tuyau de mélange de gaz, un moyen d'ajustement du débit du tuyau de dérivation du gaz réactif s'écoulant à travers le tuyau de dérivation du gaz réactif et un moyen de contrôle pour, à la réception d'une sortie du moyen de détection de pression, contrôler le moyen d'ajustement du débit dans le tuyau de dérivation afm de maintenir la pression dans le tuyau de mélange de gaz à une valeur constante Par conséquent, on peut empêcher un retard de la matière gazeuse entre les premier et second moyens d'ajustement du débit. Selon un troisième aspect de la présente invention, l'appareil ci-dessus décrit pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé comporte de plus un moyen de contrôle pour, à la réception d'une sortie du moyen de détection de pression, contrôler le premier moyen d'ajustement du débit afin de
maintenir la pression dans le tuyau de mélange de gaz à une valeur constante.
Par conséquent, un retard de la matière gazeuse entre les premier et second
moyens d'ajustement du débit est empêché.
Selon un quatrième aspect de la présente invention, l'appareil ci-dessus décrit pour produire un dispositif semi-conducteur composé comporte de plus un moyen de contrôle pour, à la réception d'une sortie du moyen de détection de pression, contrôler le moyen d'ajustement du débit du gaz porteur afin de maintenir la pression dans le tuyau de mélange de gaz à une valeur constante. Par conséquent, on peut empêcher un retard de la matière gazeuse entre les
premier et second moyens d'ajustement du débit.
Selon un cinquième aspect de la présente invention, l'appareil ci-dessus décrit pour produire un dispositif semi-conducteur composé comporte de plus un tuyau de dérivation pour la ramification et l'échappement d'un gaz porteur dans le tuyau de mélange de gaz, dont l'extrémité est connectée à une portion avant une portion o les matières gazeuses sont fournies au tuyau de mélange de gaz Par conséquent, en plus de l'effet des aspects ci-dessus décrits, il ne se produit aucun changement du débit d'alimentation des matières gazeuses, ce qui
supprime le changement de la composition du cristal.
Selon un sixième aspect de la présente invention, un appareil pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé o les matières gazeuses comprenant un élément composant d'un cristal semi-conducteur composé sont introduites dans un tube réactionnel et la croissance cristalline d'un composé est effectuée sur des pastilles disposées dans le tube réactionnel, comprend des tuyaux d'alimentation en matière gazeuse qui sont séparés les uns des autres dans chaque groupe de l'élément composant incorporé dans les matières gazeuses et des moyens d'ajustement du débit pour ajuster les débits des matières gazeuses s'écoulant à travers les tuyaux d'alimentation en matières gazeuses L'appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé comporte de plus des tuyaux de fourniture dimpuretés gazeuses, lesquels sont séparés des tuyaux de fourniture de matière gazeuse Par conséquent, le rapport de distribution de chaque matière gazeuse est établi en considérant le coefficient de décomposition de la matière et on contrôle la concentration en impuretés
dans la phase gazeuse ainsi que le rapport de distribution.
Selon un septième aspect de la présente invention, un appareil qui, contenant une matière organique métallique liquéfiée, reçoit un gaz porteur et dégage une matière gazeuse produite par le gaz porteur saturé de vapeur provenant de la matière organique métallique comporte un conteneur lequel contient la matière organique métallique liquéfiée, un tuyau pour l'introduction du gaz porteur, qui, ayant son extrémité immergée dans la matière organique métallique, fournit le gaz porteur au conteneur lui-même par un contrôleur du débit du gaz porteur, un premier tuyau pour l'échappement de la matière gazeuse qui, n'ayant pas son extrémité en contact avec le niveau du liquide de la matière organique métallique, provoque l'échappement d'une grande quantité de matière gazeuse vers l'aval à travers un premier contrôleur de débit de matière gazeuse pour contrôler la pression et la quantité d'écoulement de la matière gazeuse et un second tuyau pour l'échappement de la matière gazeuse qui, n'ayant pas son extrémité en contact avec le niveau du liquide de la matière organique métallique, provoque l'échappement d'une petite quantité de matière gazeuse vers l'aval par un second contrôleur du débit de matière gazeuse Par conséquent, on obtient de manière stable une petite quantité de vapeur de la
matière organique métallique, du fait des bulles continues.
Selon un huitième mode de réalisation de la présente invention, l'appareil ci-dessus décrit contenant une matière organique métallique liquéfiée comporte de plus un tuyau d'introduction du gaz porteur, qui fournit le gaz porteur au conteneur lui-même par un premier contrôleur de débit, un tuyau pour l'échappement de la matière gazeuse qui comporte un second contrôleur de débit à l'aval, et des tuyaux de raccordement qui sont prévus aux extrémités respectives du tuyau d'introduction de gaz porteur et du tuyau d'échappement de matière gazeuse afin de glisser de manière flexible, lesquelles extrémités sont placées flottantes sur le niveau du liquide de la matière organique métallique tout en maintenant un espace constant de manière que les extrémités ne viennent pas en contact avec le niveau du liquide Par conséquent, même si le niveau du liquide baisse alors selon que la matière est consommée, la distance entre le tuyau d'échappement de la matière gazeuse et le niveau du liquide peut être
maintenue constante.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails
et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 donne un schéma bloc d'un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; la figure 7 donne un schéma bloc dun appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un septième mode de réalisation de la présente invention; la figure 8 donne un schéma bloc illustrant un appareil de l'art antérieur pour la production d'un dispositif semi- conducteur composé; la figure 9 donne un schéma bloc illustrant un appareil de l'art antérieur pour la production d'un dispositif semi- conducteur composé; la figure 10 donne un schéma bloc illustrant un appareil de l'art antérieur pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé; la figure 11 donne un schéma bloc illustrant le conteneur de l'art antérieur d'une matière organique métallique; la figure 12 donne un schéma bloc illustrant le conteneur de l'art antérieur d'une matière organique métallique; la figure 13 donne un schéma bloc illustrant un conteneur d'une matière organique métallique selon un huitième mode de réalisation de la présente invention; et la figure 14 donne un schéma bloc illustrant un conteneur dune matière organique métallique selon un neuvième mode de réalisation de la
présente invention.
On décrira maintenant le premier mode de réalisation.
La figure 1 donne un schéma bloc illustrant un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un premier mode de réalisation de la présente invention Sur la figure, les mêmes chiffres de référence que ceux des figures 8 et 9 désignent des pièces identiques ou correspondantes Dans des appareils de barbotage 18 a et 18 b, on obtient des matières gazeuses souhaitées par passage du gaz porteur H 2, dont le débit est contrôlé par les MFC 10 a et 1 Ob fournissant la matière gazeuse, à travers des matières liquides Tandis que les matières gazeuses produites dans les appareils de barbotage 18 a et i 8 b et une matière gazeuse introduite par le MFC 1 Oc entrent dans le tuyau de mélange de gaz 12 via les vannes d'arrêt 20 a à 20 c, ces gaz entrent dans un tuyau en dérivation 25 via les vannes d'arrêt 19 a à 19 c Le gaz porteur H 2, dont le débit est contrôlé par les MFC 23 et 24, est constamment fourni au tuyau 12 de mélange de gaz et au tuyau 25 de dérivation Une extrémité du tuyau 25 de dérivation est connectée à la sortie d'échappement 8 du tube de réaction 3 Une extrémité du tuyau 12 de mélange de gaz se ramifie en trois tuyaux de distribution de gaz 13 a à 13 c, qui sont respectivement connectés aux entrées
d'alimentation en gaz 6 a à 6 c via les MFC d'ajustement de gaz réactif 14 a à 14 c.
Un circuit de commande 22 contrôle les MFC 14 a à 14 c d'ajustement de gaz réactif de manière que la sortie du manomètre 21 installé sur le tuyau 12 de mélange de gaz puisse être constante Une maille 28 est prévue pour filtrer
l'écoulement du gaz mélangé sortant des entrées 6 a à 6 c d'alimentation en gaz.
On décrira maintenant les opérations effectuées.
Là, on décrira le cas o on produit en succession sur les pastilles 2 une couche de Ga As et une couche de Al Ga As Du triméthylgallium (Ga(CH 3)3) est produit à partir de l'appareil de barbotage 18 a et du triméthylaluminium (Al(CH 3)3) est produit par l'appareil de barbotage 18 b L'arsine (As H 3) est
fournie d'une bombe et est introduite dans le MFC 1 Oc avec le gaz porteur (H 2).
D'abord, les pastilles o doit être effectuée la croissance cristalline sont déposées sur le suscepteur 1 dans le tube de réaction 3 Consécutivement, avec les trois soupapes d'arrêt 20 a à 20 c fermées et les soupapes d'arrêt 19 a à 19 c ouvertes, des débits prédéterminés du gaz porteur H 2 sont fournis par les MFC 23 et 24 de manière que la pression dans le tuyau 12 de mélange de gaz soit
égale à celle dans le tuyau en dérivation 25.
Deuxièmement, avec les vannes d'arrêt 19 a et 19 c fermées, les vannes d'arrêt 20 a et 20 c sont ouvertes et le triméthylgallium et l'arsine sont introduits dans le tuyau 12 de mélange de gaz La matière gazeuse mélangée traverse les tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz et les débits des matières gazeuses sont ajustés par les MFC 14 a à 14 c Alors, les gaz sont fournis au tube de réaction 3 via les entrées d'alimentation en gaz 6 a à 6 c Là, le circuit de commande 22 contrôle les MFC donc le débit du gaz réactif fourni au tuyau de mélange de gaz 12 par le gaz porteur s'écoulant à travers les MFC 10 a, 1 Oc et 23 peut être, à la base égal à l'écoulement dans les MFC 14 a à 14 c qui sont connectés aux tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz Cependant, quand les débits réels ne sont pas égaux aux débits d'étude, étant donné les différences de précision de fabrication et de détérioration avec les années entre les MFC 10 a, 1 Oc et 23 et les MFC 14 a
à 14 c, il faut un ajustement afin d'équilibrer ces débits.
Par exemple, quand le débit réel du gaz réactif fourni par les MFC l Oa, c et 23 est plus grand que les débits réels totaux des gaz réactifs s'écoulant à travers les MFC 14 a à 14 c, la matière gazeuse mélangée est retardée dans le tuyau de mélange de gaz 12 et la pression dans le tuyau 12 augmente, ce qui est détecté par le manomètre 21 Alors, quand le résultat détecté est introduit dans le circuit de commande 22, ce circuit 22 augmente les débits respectifs des matières gazeuses s'écoulant dans les MFC 14 a à 14 c selon l'augmentation de la pression Par suite, la pression accrue est abaissée avec pour résultat une
pression constante détectée au manomètre 21.
D'autre part, quand les débits réels totaux des gaz réactifs s'écoulant à travers les MFC 14 a à 14 c sont plus grands que le débit réel du gaz réactif fourni par les MFC 10 a, 10 c et 23, comme la pression détectée au manomètre 21 est réduite, le circuit de commande 22 réduit les débits respectifs des matières gazeuses dans les MFC 14 a à 14 c avec pour résultat une pression
constante dans le tuyau de mélange de gaz 12.
Un cristal de Ga As se développe sur la surface des pastilles 2 qui sont supportées sur le suscepteur 1 grâce à la matière gazeuse mélangée qui est fournie comme décrit ci-dessus Consécutivement, afin de laminer une couche de cristal de Al Ga As sur ce cristal de Ga As, en fermant les vannes d'arrêt 20 a et 19 b et en ouvrant les vannes d'arrêt 19 a et 20 b, l'alimentation en triméthylgallium s'arrête et du triméthylaluminium est fourni au tube réactionnel 3 Là, comme le gaz porteur est constamment fourni au tuyau de dérivation 25 et que sa pression interne est égale à celle du tuyau 12 de mélange de gaz, il y a diminution de la fluctuation de pression dans le tuyau de mélange de gaz 12 lors du passage des gaz, ce qui supprime le changement des débits de gaz Avec la construction ci-dessus, on obtient un film laminé qui a un changement net de composition cristalline à l'interface entre la couche du cristal
de Ga As et la couche de cristal de Al Ga As.
Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, en contrôlant les MFC 14 a à 14 c ajustant les gaz réactifs par le circuit de commande 22 de manière que la pression dans le tuyau de mélange de gaz 12 puisse être constante, même lorsqu'il y a des différences de précision entre les MFC l Oa à l Oc et 23 et les MFC 14 a à 14 c ajustant les gaz réactifs, la matière gazeuse mélangée n'est pas retardée dans le tuyau 12 de mélange de gaz et de plus, la fourniture de gaz ne s'arrête pas, contrairement à l'appareil de l'art antérieur, ce qui permet d'obtenir
un cristal dont l'épaisseur est uniforme.
On décrira maintenant un appareil de production d'un dispositif semi-
conducteur composé selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce deuxième mode de réalisation, en laissant une portion des gaz sortir du tuyau de mélange de gaz vers le tuyau de dérivation,cela diminue la pression accrue dans le tuyau de mélange de gaz, et empêche le gaz de se retarder entre les MFC Plus particulièrement, sur la figure 2, une extrémité d'un tuyau 27 de dérivation de gaz réactif est connectée au tuyau 12 de mélange de gaz à proximité des tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz Dans le trajet du tuyau de dérivation 27, est disposé un MFC 26 d'ajustement de gaz en dérivation et l'autre extrémité du tuyau de dérivation 27 est connectée au tuyau de dérivation 25 Un circuit de commande 22 a contrôle le débit du MFC 26 ajustant le gaz de dérivation, recevant une sortie du manomètre 21 qui se trouve
dans le parcours du tuyau de mélange de gaz 12.
On décrira maintenant les opérations.
Les fonctionnements des soupapes respectives lorsque l'on entreprend la croissance cristalline sont les mêmes que dans le cas du premier mode de
réalisation On donnera ici la description d'un cas o le gaz est retardé du fait
des différences de précision entre les MFC 10 a à 10 c et 23 et les MFC 14 a à 14 c Comme dans le cas du premier mode de réalisation, quand le débit réel du gaz réactif fourni par les MFC 10 a, 1 Oc et 23 est plus grand que les débits réels totaux des gaz réactifs s'écoulant à travers les MFC 14 a à 14 c, la matière gazeuse mélangée est retardée dans le tuyau de mélange de gaz et la pression dans le tuyau 12 augmente, ce qui est détecté par le manomètre 21 Alors, quand le résultat détecté est introduit dans le circuit de commande 22 a, le circuit 22 a augmente le débit de la matière gazeuse s'écoulant dans le MFC 26 ajustant le gaz en dérivation selon l'augmentation de la pression Par suite, un gaz réactif équivalent à la pression excessive S 'écoule dans le tuyau de dérivation 25 et la pression accrue dans le tuyau de mélange de gaz 12 diminue avec pour résultat
une pression constante détectée au manomètre 21.
Selon ce mode de réalisation décrit ci-dessus, en disposant le tuyau 27 de dérivation du gaz réactif reliant le tuyau de mélange de gaz 12 au tuyau de dérivation 25, et en contrôlant le MFC 26 ajustant le gaz en dérivation qui est disposé dans le parcours du tuyau 27 de dérivation du gaz réactif par le circuit il de commande 22 a, de manière que la pression détectée au manomètre 21 puisse être constante, même s'il y a des différences de précision entre les MFC, le gaz n'est pas retardé entre les MFC parce que le gaz réactif excessif s'écoule dans le tuyau de dérivation 25 par le tuyau 27 de dérivation du gaz réactif On décrira maintenant un appareil de production d'un dispositif semi- conducteur composé selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. Tandis que dans le deuxième mode de réalisation le tuyau de dérivation du gaz réactif 27 est connecté au tuyau de mélange de gaz 12 à proximité des tuyaux 13 a à 13 c de distribution de gaz comme cela est illustré à la figure 3, dans ce troisième mode de réalisation, une extrémité d'un tuyau de dérivation de gaz porteur 27 a est connecté au tuyau de mélange de gaz 12 à proximité du MFC 23 fournissant le gaz porteur Dans cette construction, quand le MFC 26 ajustant le gaz en dérivation, qui est disposé dans le trajet du tuyau de dérivation 27 a du gaz porteur, ajuste le débit du gaz, seul le gaz porteur s'échappe à la sortie d'échappement 8 Cela ne provoque pas de changement des débits d'alimentations des matières gazeuses vers le tube de réaction 3, ce qui supprime
le changement de la composition du cristal formé.
On décrira maintenant un appareil pour la production d'un dispositif semi-conducteur composé selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce quatrième mode de réalisation, en contrôlant le MFC connecté au tuyau de mélange de gaz, cela diminue la pression accrue dans le tuyau de mélange de gaz, empêchant le gaz de se retarder entre les MFC Plus particulièrement, sur la figure 4, un circuit de commande 22 b contrôle le MFC 23 de manière que la pression détectée puisse être constante, recevant une sortie
du manomètre 21 placé dans le trajet du tuyau 12 de mélange de gaz.
On décrira maintenant le fonctionnement.
Comme pour les modes de réalisation ci-dessus décrits, quand les débits réels de gaz réactif fourni par les MFC 1 Oa à 1 Oc et 23 sont plus grands que les débits réels totaux des gaz réactifs s'écoulant à travers les MFC 14 a à 14 c, la matière gazeuse mélangée est retardée dans le tuyau 12 de mélange de gaz et la
pression dans ce tuyau 12 augmente, ce qui est détecté par le manomètre 21.
Alors, quand le résultat détecté est introduit dans le circuit de commande 22 b, ce circuit 22 b diminue le débit du gaz porteur qui s'écoule dans le MFC 23 qui est connecté au tuyau 12 de mélange de gaz, lequel fournit constamment le gaz porteur H 2 selon la pression accrue Par suite, la pression accrue dans le tuyau 12 de mélange de gaz baisse, ce qui permet de d'obtenir une pression constante détectée par le manomètre 21 D'autre part, quand la pression détectée par le manomètre 21 est plus faible que la valeur prédéterminée, le circuit de commande 22 b augmente le débit dans le MFC 23, donc la pression dans le tuyau 12 de mélange de gaz augmente pour devenir une pression prédéterminée. Selon ce quatrième mode de réalisation décrit ci-dessus, en contrôlant le MFC 23 par le circuit 22 b de manière que la pression dans le tuyau 12 de mélange de gaz, détectée par le manomètre 21 soit constante, la matière gazeuse n'est pas retardée entre les MFC même s'il y a des différences de précision entre
eux.
On décrira maintenant un appareil de production d'un dispositif semi-
conducteur composé selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention. Tandis que, dans le quatrième mode de réalisation, la pression dans le tuyau 12 de mélange de gaz est détectée et que le MFC 23 est directement contrôlé par le circuit 22 b, dans ce cinquième mode de réalisation illustré à la figure 5, un certain nombre de MFC 23 a et 23 b pour fournir le gaz porteur sont disposés dans le trajet du tuyau 12 de mélange de gaz et le MFC 23 b qui est spécifique parmi eux est contrôlé par le circuit 22 b Là, le MFC 23 b, contrairement aux autres MFC, doit avoir une capacité suffisante pour contrôler le débit d'alimentation du gaz porteur de manière que la pression dans le tuyau de mélange de gaz 12 puisse être constante lorsqu'un retard se produit dans ce
tuyau 12.
Ainsi, en ajustant le débit du gaz porteur par le MFC 23 b ayant une grande capacité afin de contrôler la pression dans le tuyau 12 de mélange de
gaz, cela permet de résoudre facilement le retard entre les MFC.
Tandis que dans ce cinquième mode de réalisation, en emploie deux MFC 23 a et 23 b afin de fournir le gaz porteur au tuyau 12 de mélange de gaz, on peut en employer deux ou plus et un certain nombre de MFC d'ajustement du
débit du gaz porteur sont employés.
On décrira maintenant l'appareil de production d'un dispositif semi-
conducteur composé selon un sixième mode de réalisation de la présente invention.
Tandis que dans les quatrième et cinquième modes de réalisation ci-
dessus décrits, la pression accrue dans le tuyau de mélange de gaz 12 est abaissée en contrôlant le MFC pour qu'il fournisse constamment le gaz porteur au tuyau 12 de mélange de gaz, dans ce mode de réalisation, en contrôlant les MFC connectés aux appareils de barbotage qui sont connectés aux tuyaux
d'alimentation en matière gazeuse, cela empêche le retard du gaz entre les MFC.
Sur la figure 6, le circuit de commande 22 c contrôle les MFC 10 a à 10 c en
recevant une sortie du manomètre 21.
On décrira maintenant le fonctionnement. Comme dans les modes de réalisation ci-dessus décrits, quand le débit réel du gaz réactif fourni par les MFC 10 a, 1 Oc et 23 est plus important que les débits réels totaux des gaz réactifs s'écoulant à travers les MFC 14 a à 14 c, la matière gazeuse mélangée est retardée dans le tuyau 12 de mélange de gaz et la
pression dans le tuyau 12 est accrue, ce qui est détecté par le manomètre 21.
Alors, quand le résultat détecté est introduit dans le circuit de commande 22 c, le circuit 22 c diminue les débits s'écoulant dans les MFC 10 a à 10 c selon la pression accrue, ce qui ajuste constamment les débits du gaz porteur H 2 pour produire les matières gazeuses respectives Par suite, la pression accrue dans le tuyau 12 de mélange de gaz est diminuée, ce qui permet d'obtenir une pression constante détectée au manomètre 21 D'autre part, quand la pression détectée par le manomètre 21 est plus faible que la valeur prédéterminée, le circuit 22 c augmente les débits s'écoulant dans les MFC 1 Oa à 10 c, donc la pression dans le
tuyau 12 de mélange de gaz est accrue pour atteindre une valeur prédéterminée.
Selon ce sixième mode de réalisation décrit ci-dessus, en contrôlant les MFC 1 ia à 10 c par le circuit 22 c, qui fournissent le gaz porteur pour produire la matière gazeuse, de manière que la pression dans le tuyau 12 de mélange de gaz détectée par le manomètre 21 puisse être constante, le gaz n'est pas retardé entre
les MFC même s'il y a des différences de précision entre eux.
On décrira maintenant un appareil de production d'un dispositif semi-
conducteur composé selon un septième mode de réalisation de la présente invention. Tandis que le retard entre les MFC est résolu dans les modes de réalisation ci-dessus décrits, on obtient, grâce à ce septième mode de réalisation, une uniformité de l'épaisseur de la couche, de la composition et de la quantité d'addition d'impuretés dans la couche cristalline tirée sur la totalité de la surface
de la pastille.
Sur la figure 7, des MFC 40 a et 40 b pour fournir un gaz du groupe V sont connectés au tube de réaction 3 via un tuyau 12 b de mélange de gaz Par exemple, de l'arsine (As H 3) est fournie d'une bombe 100 a qui est connectée au MFC 40 a Des MFC 41 a et 41 b fournissent respectivement les impuretés gazeuses au tube de réaction 3 via des tuyaux d'alimentation en impureté gazeuse 43 et 43 b qui sont séparés l'un de l'autre Un MFC 42 fournit le gaz porteur H 2 à un tuyau 12 b de mélange de gaz et aux tuyaux d'alimentation en impuretés gazeuses 43 a et 43 b via un tuyau 44 Là, les appareils de barbotage 18 a et i 8 b fournissent des gaz du groupe III (triméthylgallium, triméthylaluminium) et l'on n'utilise pas l'appareil de barbotage 18 c Ainsi, dans ce septième mode de réalisation, un tuyau 12 a de mélange de gaz pour fournir les gaz du groupe III au tube de réaction 3 et un tuyau de mélange de gaz 12 b pour fournir le gaz du groupe V (As H 3) sont prévus séparément et de plus les tuyaux de fourniture d'impuretés gazeuses 43 a et 43 b et les tuyaux de mélange
de gaz 12 a et 12 b sont disposés séparément.
On décrira une méthode de croissance dun cristal accomplie en
employant l'appareil ci-dessus décrit.
Le gaz porteur H 2 est introduit dans les appareils de barbotage i 8 a à 18 c qui sont remplis de la matière du groupe III, et qui sont disposés avant le tuyau de mélange de gaz 12 a, la matière est vaporisée pour introduction dans le tube de réaction 3 par le tuyau 12 a de mélange de gaz Le gaz du groupe V remplissant une bombe est mélangé avec H 2 gazeux envoyé du tuyau 44 à l'intérieur du tuyau 12 b de mélange de gaz et est introduit dans le tube de réaction 3 Sur la surface de la pastille 2, sont soufflés le gaz du groupe III et le gaz du groupe V, qui sont respectivement introduits par les tuyaux de distribution de gaz 45 a à 45 c et 46 a à 46 c o se ramifient respectivement les extrémités des tuyaux de mélange 12 a et 12 b et le cristal est tiré à la surface de
la pastille 2.
Là, afin que l'épaisseur et la composition soient uniformes, il est nécessaire d'établir les rapports respectifs de distribution pour le gaz du groupe III et le gaz du groupe V en considérant les coefficients respectifs de décomposition de la matière du groupe III et de la matière du groupe V respectivement L'épaisseur de la couche du cristal dépend principalement de la distribution d'épaisseur de couche de la couche limite et de la distribution de concentration de la matière du groupe III dans la couche limite, et la composition dépend de la distribution de concentration de la matière du groupe V dans la couche limite ainsi que de son coefficient de décomposition Par conséquent, le rapport de distribution du gaz du groupe III et celui du gaz du groupe V sont ajustés en considérant ce qui précède, avec ainsi pour résultat un
cristal ayant une uniformité d'épaisseur de couche et de composition.
Dans cet appareil, la concentration du gaz du groupe III est rendue uniforme en ajustant les rapports de distribution du gaz du groupe III au moyen de soupapes à pointeau qui sont disposées dans le trajet des tuyaux de distribution de gaz 45 a à 45 c en aval du tuyau 12 a de mélange de gaz et la concentration du gaz du groupe V est rendue uniforme en ajustant les rapports de distribution du gaz du groupe V au moyen de soupapes à pointeau 29 qui sont disposées dans le trajet des tuyaux de distribution de gaz 46 a à 46 c en aval du tuyau 12 b de mélange de gaz De plus, en considérant que l'épaisseur de la couche limite dépend des débits de gaz qui sont fournis par les tuyaux respectifs de distribution de gaz, le gaz du groupe III et le gaz du groupe V sont respectivement ajustés de façon qu'il y ait un débit prédéterminé de gaz ainsi qu'un rapport prédéterminé de distribution avec pour résultat une uniformité
d'épaisseur de couche et de composition de la couche de cristal.
Par ailleurs, la concentration en impuretés dans le cristal dépend de la concentration en impuretés dans la phase gazeuse et du rapport de concentration entre l'impureté et l'élément constituant le cristal dans la phase gazeuse et pour que la concentration en impuretés dans le cristal soit uniforme, il est nécessaire de contrôler la concentration en impuretés dans la phase gazeuse ainsi que la
distribution de pression partielle pour chaque impureté.
Par exemple, pour une impureté telle que du silane (Si H 4) qui est absorbé du côté groupe III, en supposant que Si H 4 est fourni par le tuyau 43 a, la concentration en impuretés dans le cristal dépend de la proportion de Si H 4 gazeux au gaz du groupe III dans la phase gazeuse, c'est-à-dire du rapport Si H 4/gaz du groupe III Par conséquent, afin d'obtenir une uniformité de la concentration en Si dans le cristal, les rapports de distribution de Si H 4 gazeux dans les tuyaux de distribution 50 a à 50 c pour fournir Si H 4 doivent être ajustés
de manière que la distribution du rapport Si E 14/gaz du groupe III soit uniforme.
D'autre part, pour une impureté prise du côté groupe V comme du sulfure d'hydrogène (H 2 S) ou du séléniure d'hydrogène (H 2 Se), en supposant que cette impureté est fournie par le tuyau 43 b, la concentration en impuretés dans le cristal dépend de la proportion de H 2 S gazeux ou H 2 Se gazeux au gaz du groupe V dans la phase gazeuse, c'est-à-dire du rapport H 2 S/gaz du groupe V ou H 2 Se/gaz du groupe V Par conséquent, afin d'obtenir l'uniformité de la concentration en soufre (S) ou en sélénium (Se) dans le cristal, les rapports de distribution de H 2 S gazeux, ou H 2 Se gazeux dans les tuyaux de distribution 51 a à 51 c pour fournir H 2 S ou H 2 Se, doivent être ajustés de façon que la proportion
de H 2 S/groupe V ou H 2 Se/groupe V soit uniforme.
Dans ce septième mode de réalisation décrit ci-dessus, comme le gaz du groupe III et le gaz du groupe V sont respectivement introduits dans le tube de réaction 3 en utilisant les tuyaux 12 a et 12 b de mélange de gaz qui sont séparés l'un de l'autre, les rapports de distribution des gaz respectifs sont établis en considérant le coefficient de décomposition du matériau de cristal Par conséquent, même lorsque la croissance du cristal est effectuée sur un certain nombre de substrats de grande taille, par exemple six pastilles de 50 mm ou plus ou bien trois pastilles de 75 mm ou plus, en employant un suscepteur d'un diamètre de 20 cm et plus, on peut obtenir un cristal d'une uniformité suffisante d'épaisseur de couche et de composition sur la totalité du substrat Comme les tuyaux d'alimentation en impuretés gazeuses 43 a et 43 b sont séparément disposés ainsi que les tuyaux 12 a et 12 b de mélange de gaz, la concentration dans la phase gazeuse et le rapport de concentration entre les impuretés gazeuses et le gaz réactif introduit par les tuyaux 12 a et 12 b de mélange de gaz sont faciles à contrôler avec pour résultat un cristal ayant une uniformité de
concentration en impuretés.
Tandis que l'on a décrit un appareil de dépôt chimique en phase vapeur à la pression atmosphérique, dans ces modes de réalisation, la présente invention s'applique à d'autres appareils de dépôt comme un appareil de dépôt chimique
en phase vapeur à plus basse pression.
Tandis que le débit du gaz réactif en dérivation est contrôlé par le MFC 26 dans le second mode de réalisation, un mécanisme de barrage telle qu'une soupape électromagnétique ou une soupape à pointeau peut être employé à la
place du MFC 26.
Tandis que les modes de réalisation ci-dessus décrits concernent le cas o l'on place en succession, sur les pastilles, un cristal de Ga As et un cristal de Al Ga As, on peut obtenir les mêmes effets dans le cas o, en fournissant de l'azote comme gaz porteur et du silane ou de la phosphine comme matière gazeuse, on fait croître un film en verre de silicate de phosphore ou analogue ou bien dans le cas o l'on fait croître un cristal tel que Ga In P, Al Ga In P, In Ga As, Ga In As P, Al In As, Al Ga In As, ou Al Ga In As P. Tandis que, dans les modes de réalisation ci-dessus décrits, on emploie deux séries de tuyaux comprenant le tuyau 12 de mélange de gaz qui fournit les matières gazeuses au tube de réaction 3 et le tuyau de dérivation 25 qui contourne constamment et provoque l'échappement de la matière gazeuse vers
la sortie d'échappement 8, le tuyau de dérivation 25 n'est pas toujours requis.
Dans un tel cas, le tuyau 27 de dérivation de gaz réactif doit être directement
connecté à la sortie d'échappement dans le second mode de réalisation.
On décrira maintenant un conteneur d'une matière métallique organique
selon un huitième mode de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 13, le chiffre de référence 56 désigne un premier contrôleur d'écoulement massique (MFC) qui doit être un premier appareil de contrôle du débit Un second MFC 59, devant être un second appareil de contrôle du débit,
est disposé en aval d'un second tuyau 58 d'échappement de gaz.
On décrira maintenant les opérations.
Par exemple, lorsqu'une matière organique métallique gazeuse doit être obtenue à raison de 3 cc par minute, un gaz porteur, par exemple H 2 gazeux à raison de 30 cc par minute, est introduit par un tuyau 51 d'introduction du gaz porteur dans un cylindre 53 par le premier MFC 56 Grâce à ce gaz porteur introduit qui passe par la matière organique métallique 54, des bulles sont produites et un gaz porteur saturé de vapeur provenant de le matière organique métallique 54, c'est-à-dire une matière gazeuse, s'échappe des premier et second tuyaux d'échappement de gaz 52 et 58 A ce moment, le débit du second MFC 59 et établi à 3 cc/mn et la pression du contrôleur 57 est établie à 1,013 bars Par suite, la matière gazeuse, à raison de 3 cc/mn, s'écoule de façon stable vers l'aval du second MFC 59, tandis que la matière gazeuse, à raison de 27 cc/mn,
s'écoule de matière stable vers l'aval du contrôleur de pression 57.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, le second tuyau 58 d'échappement de gaz est disposé sur le cylindre 53 et on obtient une petite quantité souhaitée de matière gazeuse du second tuyau d'échappement de gaz 58 Par conséquent, même lorsqu'il faut obtenir une petite quantité du gaz réactif, des bulles continues 55 sont produites à partir de la quantité suffisante du gaz porteur, ce
qui permet d'obtenir la matière gazeuse à une quantité constante de vapeur.
On décrira maintenant un conteneur de matière organique métallique
selon un neuvième mode de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 14, un tuyau 51 b d'introduction d'un gaz porteur est inséré dans un tuyau 60 d'introduction dun gaz porteur ayant un mécanisme coulissant et un tuyau 52 d'échappement de gaz est inséré dans un tuyau 61 d'échappement de gaz ayant un mécanisme coulissant Ces tuyaux 60 et 61 sont fixés à une plaque de séparation 63 qui est attachée à un moyen creux de suspension 62 de manière que les extrémités respectives des tuyaux 60 et 61 puissent être maintenues à des hauteurs hl et h 2 par rapport au niveau du liquide par un mécanisme de maintien qui comprend le moyen de suspension 62 et la plaque de séparation 63 Il est préférable d'utiliser un matériau pour le moyen creux de
suspension 63 qui ne soit pas corrodé par la matière organique métallique 54.
On décrira maintenant le fonctionnement.
On introduit une quantité prescrite d'un gaz porteur, par exemple, H 2 gazeux, grâce au MFC 56 par le tuyau 5 lb d'introduction du gaz porteur vers le tuyau 60 d'introduction du gaz porteur avec le mécanisme coulissant A ce moment, comme le tuyau 60 dintroduction du gaz porteur avec son mécanisme coulissant n'est pas immergé dans la matière organique métallique, H 2 gazeux ne passe pas à travers cette matière organique métallique 54, absorbe la vapeur saturée à la surface de la matière organique métallique 54 à un état d'équilibre sans produire de bulles pour s'échapper du cylindre 53 à travers le tuyau 61 d'échappement de gaz ayant le mécanisme coulissant et le tuyau 52 d'échappement de gaz A ce moment, tandis que le niveau du liquide diminue graduellement selon la consommation de la matière organique métallique 54, la distance entre le moyen creux de suspension 62 qui flotte sur le niveau du liquide de la matière organique métallique 54 et la plaque de séparation 63 reste toujours constante, la hauteur h 2 entre le tuyau d'échappement de gaz 61 avec le mécanisme coulissant et le niveau du liquide reste constante et la quantité de vapeur de la matière organique métallique absorbée dans le tuyau 61 d'échappement de gaz ne varie pas même avec la consommation de matière, on
peut ainsi prélever de manière stable une quantité souhaitée de matière gazeuse.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, comme le tuyau déchappement de gaz 61 ayant le mécanisme coulissant, qui est fixé sur le moyen creux de suspension 62 qui peut flotter sur le niveau du liquide de la matière organique métallique 54, est prévu à une extrémité du tuyau d'échappement de gaz 52, quel que soit le changement du niveau du liquide avec la consommation de la matière, la distance entre l'extrémité du tuyau 61 et le niveau du liquide de la matière organique métallique 54 est toujours maintenue à une hauteur h 2, ce qui permet d'obtenir une matière gazeuse contenant une quantité constante de
vapeur, à partir de cette matière.
Tandis que le contrôleur de pression 57 est prévu en aval du premier tuyau d'échappement de gaz 52 dans le huitième mode de réalisation ci- dessus décrit, un contrôleur de débit massique ainsi qu'une jauge d'ajustement du débit
massique, comme une soupape à pointeau peuvent être utilisés.
Comme on l'a décrit ci-dessus, dans un appareil de production d'un dispositif semi-conducteur selon la présente invention, en contrôlant un premier ou un second moyen d'ajustement du débit d'un tuyau de mélange de gaz ou un moyen d'ajustement d'un gaz porteur de manière que la pression détectée dans le tuyau de mélange de gaz soit constante, en provoquant l'échappement d'une portion d'un gaz réactif dans le tuyau de mélange de gaz vers l'extérieur, on peut empêcher le retard des gaz entre les premier et second moyens d'ajustement du
débit, ce qui augmente l'uniformité de l'épaisseur de couche des cristaux.
Par ailleurs, en fournissant les matières gazeuses respectives en tant que constituant du cristal par les tuyaux en provenance de différents systèmes selon les natures respectives de la matière gazeuse et en disposant les moyens d'ajustement du débit dans les tuyaux respectifs, on peut établir un rapport de distribution de chaque matière gazeuse en considérant les coefficients de décomposition des matières respectives, ce qui donne ainsi un cristal supérieur par son uniformité d'épaisseur de couche et sa composition Cela augmente les caractéristiques du dispositif semi-conducteur, le rendement de production ainsi
que la productibilité en masse dans la fabrication.
De plus, en introduisant le gaz pour addition des impuretés au tube de réaction en employant des tuyaux qui sont séparés même dans le cas de la croissance d'un cristal sur un certain nombre de grandes pastilles, on peut obtenir un cristal d'une grande uniformité de concentration en impuretés, ce qui augmente les caractéristiques du dispositif semiconducteur ainsi que le
rendement de production et la productibilité en masse lors de la fabrication.
Par ailleurs, en utilisant le conteneur de la matière métallique organique de la présente invention, si on emploie plusieurs tuyaux pour l'échappement de la matière gazeuse ou bien si la distance entre l'extrémité du tuyau d'échappement de la matière gazeuse et le niveau du liquide de la matière organique métallique est maintenue constante, on peut fournir de manière stable une assez petite quantité de la vapeur de la matière organique métallique Par suite, la vitesse de la croissance du cristal peut être extrêmement ralentie et le contrôle de la croissance du cristal au niveau de la couche atomique peut être accompli et il est facile de contrôler un rapport minuscule du cristal mélangé c'est-à-dire la composition du cristal lors de la croissance d'un système mélangé,
par exemple Al Ga As.
Claims (1)
1 o qu'il comprend: un conteneur ( 53) d'une matière organique métallique qui, contenant une matière organique métallique liquéfiée ( 54), reçoit un gaz porteur et provoque l'chappement d'une matière gazeuse produite par ledit gaz porteur saturé de vapeur provenant de ladite matière organique métallique; un tuyau ( 5 lb) pour introduire le gaz porteur qui fournit ledit gaz porteur audit conteneur ( 53) par un premier contrôleur d'écoulement ( 56); un tuyau ( 52) pour l'échappement de la matière gazeuse qui contient un second contrôleur d'écoulement ( 57) vers l'aval; et des tuyaux de raccordement ( 60, 61) qui sont prévus aux extrémités respectives dudit tuyau d'introduction du gaz porteur ( 5 lb) et dudit tuyau d'échappement de matière gazeuse ( 52) afin de glisser de manière flexible et dont les extrémités sont placées flottantes sur un niveau du liquide de ladite matière organique métallique ( 54) en maintenant un espace constant entre eux de manière que lesdites extrémités ne soient pas en contact avec le niveau du
liquide.
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