JP2002289531A - 原料ガス供給装置および原料ガス供給方法および薄膜形成装置およびエピタキシャル成長装置 - Google Patents

原料ガス供給装置および原料ガス供給方法および薄膜形成装置およびエピタキシャル成長装置

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JP2002289531A
JP2002289531A JP2001085593A JP2001085593A JP2002289531A JP 2002289531 A JP2002289531 A JP 2002289531A JP 2001085593 A JP2001085593 A JP 2001085593A JP 2001085593 A JP2001085593 A JP 2001085593A JP 2002289531 A JP2002289531 A JP 2002289531A
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bubbler
line
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pressure control
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Takashi Takahashi
孝志 高橋
Akihiro Ito
彰浩 伊藤
Naoto Jikutani
直人 軸谷
Shunichi Sato
俊一 佐藤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間でバブラのキャリアガス流量が大きく
変動してもバブラ内の圧力変動を抑制して、原料ガス供
給量を一定に保つことの可能な原料ガス供給装置を提供
する。 【解決手段】 流量制御回路１０は、バブラ１にキャリ
アガスを供給するキャリアガスライン２のキャリアガス
流量の変化に応じて、キャリアガスライン２のキャリア
ガス流量（バブラ１に供給するキャリアガス流量）と圧
力制御ライン８のキャリアガス流量との和が一定となる
ように、圧力制御ライン８のキャリアガス流量（圧力制
御ライン８のマスフローコントローラ９の流量）を制御
するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガス供給装置
および原料ガス供給方法および薄膜形成装置およびエピ
タキシャル成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空装置（反応室）内に原料ガ
スを供給する方法として、液体原料を入れたバブラ内に
キャリアガスを導入してバブリングし、原料ガスを含ん
だキャリアガスをバブラの出口から取り出す方法が用い
られている。
【０００３】一定量の原料ガスを安定して供給するため
には、液体原料の温度、キャリアガスの流量、バブラ内
の圧力、の３つを制御する必要がある。
【０００４】ここで、液体原料の温度は、バブラを恒温
槽で一定の温度に保つことで制御できる。また、キャリ
アガスの流量は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）で
制御できる。また、バブラ内の圧力を制御する方法とし
て、従来、次のような方法が知られている。
【０００５】すなわち、第１の方法として、図１に示す
ように、バブラの出口配管側にニードルバルブを設けて
バブラ内圧力を高める。そして、バブラにキャリアガス
を供給するライン（キャリアガスライン）とは別のライ
ン（圧力制御ライン）でニードルバルブの上流側にキャ
リアガスを導入し、圧力制御ラインのキャリアガス流量
をフィードバック制御することによって（圧力検知器，
圧力制御回路によってフィードバック制御することによ
って）、バブラ内の圧力を一定に保つ方法がある。
【０００６】この第１の方法では、バブラにキャリアガ
スを供給するライン（キャリアガスライン）の流量変化
に応じて圧力制御ラインの流量を変化させることで、バ
ブラ内の圧力を制御している。この方法によれば、圧力
を安定化させるときの応答性は速い。しかしながら、圧
力制御ラインの流量自身が５〜数１０ｃｃｍ程度ふらつ
いてしまう。一方、ダミーラインの流量は常に一定であ
るため、バブラにキャリアガスを供給するライン（キャ
リアガスライン）のキャリアガス流量と圧力制御ライン
のキャリアガス流量との和は、ダミーラインのキャリア
ガス流量と必ずしも一致していない。そのため、キャリ
アガスライン＋圧力制御ラインのガスをベントライン
（排気ライン）から反応室導入ラインにバルブを切り替
え、同時にダミーラインのガスを反応室導入ラインから
ベントラインにバルブを切り替えた時に（なお、この方
式はラン＆ベント方式と呼ばれ、例えば特許第０２７８
４３８４号に示されている）、圧力変動が生じて反応室
への原料供給量が変動してしまうという問題がある。
【０００７】また、バブラ内の圧力を制御する第２の方
法として、特開平６−９７０８１号に示されているよう
な方法がある。図２はこの第２の方法を説明するための
図であり、この第２の方法では、バブラの出口側に設け
た圧力検知器で圧力を検知して、圧力制御回路によって
バブラ内の圧力が一定の圧力になるように圧力制御弁を
制御するようになっている。
【０００８】しかしながら、この第２の方法では、バブ
ラに導入するキャリアガス流量が微量の場合に、圧力制
御の応答性が悪いという問題がある。
【０００９】また、バブラ内の圧力を制御する第３の方
法として、第２の方法に第１の方法を組み合せた方法が
ある。すなわち、第３の方法では、図３に示すように、
図２の制御方式において、図１と同様に、バブラにキャ
リアガスを供給するキャリアガスラインとは別のキャリ
アガスラインを圧力制御弁の上流側で合流させるように
している。
【００１０】上述したような原料ガス供給装置から供給
される原料ガスは、後述のように、例えば、面発光半導
体レーザの作製において組成傾斜層を形成することなど
に用いられる。
【００１１】すなわち、垂直共振器型の面発光半導体レ
ーザでは、反射鏡に半導体多層膜反射鏡が用いられる。
半導体多層膜反射鏡は、発振波長の１／４の光学的厚さ
で高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した構造となっ
ている。しかし、高屈折率層と低屈折率とのヘテロ界面
にスパイクが生じて電気抵抗が高くなる。この電気抵抗
を低減するために、高屈折率層と低屈折率とのヘテロ界
面に組成傾斜層を数ｎｍ設けることが行われる。
【００１２】例えば、有機金属気相成長法でＧａＡｓ高
屈折率層とＡｌＡｓ低屈折率層を組み合わせて半導体多
層膜反射鏡を形成する場合、組成傾斜層は、Ｇａ原料で
あるＴＭＧとＡｌ原料であるＴＭＡとの各バブラに供給
するキャリアガス流量を図４に示すように変化させて連
続的に成長する。
【００１３】図５には、上述した第３の方法（図３の方
式）で組成傾斜層を形成させたときのバブラ内の圧力変
化が示されている。図５から、３０秒間の組成傾斜層成
長中に圧力変動は１０Ｔｏｒｒ以上生じることがわかっ
た。これは、短時間の流量変化に対して圧力制御弁によ
る圧力制御の応答性が追随していないために生じている
と考えられる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、短時間でバ
ブラのキャリアガス流量が大きく変動してもバブラ内の
圧力変動を抑制して、原料ガス供給量を一定に保つこと
の可能な原料ガス供給装置および原料ガス供給方法およ
び薄膜形成装置およびエピタキシャル成長装置を提供す
ることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、液体または固体原料を収容
するバブラと、バブラにキャリアガスを供給するライン
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリアガス
を取り出すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリ
アガスの圧力が一定となるように制御する圧力制御手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに、圧力制御手段の上流側で合流して別のキャ
リアガスを導入する圧力制御ラインと、流量制御手段と
を備えており、流量制御手段は、バブラに供給するキャ
リアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキャリ
アガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和
が一定となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量
を制御するようになっていることを特徴としている。
【００１６】また、請求項２記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
供給するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力が一定となるように制御す
る圧力制御手段と、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインに圧力制御手段の上流側で合流
して別のキャリアガスを導入する圧力制御ラインと、流
量制御手段とを備えており、流量制御手段は、バブラに
供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブラに供
給するキャリアガスのモル流量と圧力制御ラインのキャ
リアガスのモル流量と原料ガスのモル流量との和が一定
となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御
するようになっていることを特徴としている。
【００１７】また、請求項３記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
供給するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに別のキャリアガスを導入する圧力制御ライン
と、圧力検知手段で検出される圧力が一定となるように
圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御する圧力制御
手段と、バブラを通さずにキャリアガスを導入するダミ
ーラインと、流量制御手段とを備えており、流量制御手
段は、バブラに供給するキャリアガス流量の変化に応じ
て、バブラに供給するキャリアガス流量と圧力制御ライ
ンのキャリアガス流量との和がダミーラインのキャリア
ガス流量と等しくなるようにダミーラインのキャリアガ
ス流量を制御するようになっていることを特徴としてい
る。
【００１８】また、請求項４記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
導入するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに別のキャリアガスを導入する圧力制御ライン
と、圧力検知手段で検出される圧力が一定となるように
圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御する圧力制御
手段と、バブラを通さずにキャリアガスを導入するダミ
ーラインと、反応室に原料ガスを含むキャリアガスを輸
送する反応室導入ラインと、流量制御手段とを備えてお
り、流量制御手段は、バブラに供給するキャリアガス流
量の変化に応じて、バブラに供給するキャリアガス流量
と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和がダミーラ
インのキャリアガス流量と等しくなるようにダミーライ
ンのキャリアガス流量を制御し、かつ、ダミーラインの
キャリアガス流量の変化に応じて、反応室へ導入される
全ガス流量が一定となるように反応室導入ラインのキャ
リアガス流量を制御するようになっていることを特徴と
している。
【００１９】また、請求項５記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
供給するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力が一定となるように制御す
る圧力制御手段と、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインに、圧力制御手段の上流側で合
流して別のキャリアガスを導入する圧力制御ラインとを
備えている原料ガス供給装置において、流量制御手段
は、バブラに供給するキャリアガス流量の変化に応じ
て、バブラに供給するキャリアガス流量と圧力制御ライ
ンのキャリアガス流量との和が一定となるように圧力制
御ラインのキャリアガス流量を制御することを特徴とし
ている。
【００２０】また、請求項６記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
供給するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力が一定となるように制御す
る圧力制御手段と、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインに圧力制御手段の上流側で合流
して別のキャリアガスを導入する圧力制御ラインとを備
えている原料ガス供給装置において、バブラに供給する
キャリアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキ
ャリアガスのモル流量と圧力制御ラインのキャリアガス
のモル流量と原料ガスのモル流量との和が一定となるよ
うに圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御すること
を特徴としている。
【００２１】また、請求項７記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
供給するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに別のキャリアガスを導入する圧力制御ライン
と、圧力検知手段で検出される圧力が一定となるように
圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御する圧力制御
手段と、バブラを通さずにキャリアガスを導入するダミ
ーラインとを備えている原料ガス供給装置において、バ
ブラに供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブ
ラに供給するキャリアガス流量と圧力制御ラインのキャ
リアガス流量との和がダミーラインのキャリアガス流量
と等しくなるようにダミーラインのキャリアガス流量を
制御することを特徴としている。
【００２２】また、請求項８記載の発明は、液体または
固体原料を収容するバブラと、バブラにキャリアガスを
導入するラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインと、バブラから原料ガスを含ん
だキャリアガスを取り出すラインに設けられ、原料ガス
を含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに別のキャリアガスを導入する圧力制御ライン
と、圧力検知手段で検出される圧力が一定となるように
圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御する圧力制御
手段と、バブラを通さずにキャリアガスを導入するダミ
ーラインと、反応室に原料ガスを含むキャリアガスを輸
送する反応室導入ラインとを備えている原料ガス供給装
置において、バブラに供給するキャリアガス流量の変化
に応じて、バブラに供給するキャリアガス流量と圧力制
御ラインのキャリアガス流量との和がダミーラインのキ
ャリアガス流量と等しくなるようにダミーラインのキャ
リアガス流量を制御し、かつ、ダミーラインのキャリア
ガス流量の変化に応じて、反応室へ導入される全ガス流
量が一定となるように反応室導入ラインのキャリアガス
流量を制御することを特徴としている。
【００２３】また、請求項９記載の発明は、請求項１乃
至請求項４のいずれか一項に記載の原料ガス供給装置か
ら反応室内に原料ガスを供給して薄膜を形成するように
構成されていることを特徴としている。
【００２４】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
乃至請求項４のいずれか一項に記載の原料ガス供給装置
から反応室内に原料ガスとして有機金属原料を供給して
所定の膜をエピタキシャル成長させるようになっている
ことを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図６は本発明に係る原料ガス供給装
置の第１の構成例を示す図である。図６を参照すると、
この原料ガス供給装置は、液体原料または固体原料を収
容するバブラ１と、バブラ１にキャリアガスを供給する
キャリアガスライン２と、バブラ１に供給するキャリア
ガス流量を制御するマスフロコントローラ（ＭＦＣ）３
と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガスを取り
出すライン４と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すライン４に設けられている圧力検知器
５と、圧力検知器５の下流側に設けられている圧力制御
弁６と、圧力検知器５の検知信号が一定となるように圧
力制御弁６の開閉を制御する圧力制御回路７と、バブラ
１から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
４に圧力制御弁６の上流側で合流して別のキャリアガス
を導入する圧力制御ライン８と、圧力制御ライン８のキ
ャリアガス流量を制御するマスフローコントローラ（Ｍ
ＦＣ）９と、流量制御回路１０とを備えている。
【００２６】ここで、バブラ１には、ＴＭＧ，ＴＭＡ，
ＴＥＧ，ＴＥＡ，ＴＥＩ，ＤＭＺｎ，（ＥｔＣｐ）2Ｍ
ｇ等の有機金属原料（液体原料）、ＭＭＨｙ，ＤＭＨ
ｙ，ＣＢｒ４等の液体原料、あるいは、ＴＭＩ等の固体
原料を、原料として収容可能である。
【００２７】図６の装置における第１の制御形態とし
て、流量制御回路１０は、バブラ１にキャリアガスを供
給するキャリアガスライン２のキャリアガス流量の変化
に応じて、キャリアガスライン２のキャリアガス流量
（バブラ１に供給するキャリアガス流量）と圧力制御ラ
イン８のキャリアガス流量との和が一定となるように、
圧力制御ライン８のキャリアガス流量（圧力制御ライン
８のマスフローコントローラ９の流量）を制御するよう
になっている。
【００２８】この第１の制御形態では、バブラ１に供給
するキャリアガス流量と圧力制御ライン８のキャリアガ
ス流量との和が一定となるように制御することで、短時
間でバブラ１のキャリアガス流量が大きく変動しても、
バブラ１内の圧力変動を抑制でき、真空装置（反応室）
への原料ガス供給量を一定に保つことができる。
【００２９】そして、真空装置（反応室）への原料ガス
供給量を一定に保つことができるので、ラン＆ベント方
式で切り替える時に圧力変動を小さくできる。
【００３０】図７はバブラ１に供給するキャリアガス流
量と圧力制御ライン８のキャリアガス流量との和が一定
となるように制御したときのバブラ１内圧力の時間変動
を測定した実験結果を示す図であり、図７から、バブラ
１内の圧力変動を±２Ｔｏｒｒに抑制できることがわか
る。
【００３１】この第１の制御形態の原料ガス供給装置
は、換言すれば、液体または固体原料を収容するバブラ
１と、バブラ１にキャリアガスを供給するライン２と、
バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出す
ライン４と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガ
スを取り出すライン４に設けられ、原料ガスを含んだキ
ャリアガスの圧力が一定となるように制御する圧力制御
手段と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガスを
取り出すライン４に、圧力制御手段の上流側で合流して
別のキャリアガスを導入する圧力制御ライン８と、流量
制御手段とを備えており、流量制御手段は、バブラ１に
供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブラ１に
供給するキャリアガス流量と圧力制御ライン８のキャリ
アガス流量との和が一定となるように圧力制御ライン８
のキャリアガス流量を制御するようになっている。
【００３２】ここで、圧力制御手段は、図６の圧力検知
器５，圧力制御弁６，圧力制御回路７に対応している。
また、流量制御手段は、図６のマスフローコントローラ
３，９，流量制御回路１０に対応している。
【００３３】図６の構成において、第１の制御形態で
は、流量制御回路１０は、バブラ１に供給するキャリア
ガス流量と圧力制御ライン８のキャリアガス流量との和
が一定となるように制御したが、第２の制御形態とし
て、流量制御回路１０は、バブラ１に供給するキャリア
ガス流量の変化に応じて、バブラ１に供給するキャリア
ガスのモル流量と圧力制御ライン８のキャリアガスのモ
ル流量と原料ガスのモル流量との和が一定となるよう
に、圧力制御ライン８のキャリアガス流量（圧力制御ラ
イン８のマスフローコントローラ９の流量）を制御する
こともできる。
【００３４】すなわち、バブラ１に供給するキャリアガ
ス流量をＶ１とし、圧力制御ライン８のキャリアガス流
量をＶ２とし、また、バブラ１に供給するキャリアガス
のモル流量をＦ１とし、圧力制御ライン８のキャリアガ
スのモル流量をＦ２とし、原料ガスのモル流量をＦ３と
するとき、流量制御回路１０は、次式の計算式に基づい
て、圧力制御ライン８のキャリアガス流量を制御するこ
ともできる。
【００３５】
【数１】 Ｆ１（Ｖ１）＋Ｆ２（Ｖ２）＋Ｆ３（Ｖ１）＝一定 Ｆ１〔mol/min〕＝Ｖ１〔sccm〕／２２４００ Ｆ２〔mol/min〕＝Ｖ２〔sccm〕／２２４００ Ｆ３〔mol/min〕＝｛Ｐ３／（Ｐｔ−Ｐ３）}×Ｖ１〔sc
cm〕／２２４００
【００３６】ここで、Ｐ３は原料の蒸気圧であり、Ｐｔ
は目標とするバブラ内圧力（バブラ全圧）である。
【００３７】このように、バブラ１に供給するキャリア
ガス流量の変化に応じて、バブラ１に供給するキャリア
ガスのモル流量と圧力制御ライン８のキャリアガスのモ
ル流量と原料ガスのモル流量との和が一定となるよう
に、圧力制御ライン８のキャリアガス流量（圧力制御ラ
イン８のマスフローコントローラ９の流量）を制御する
場合には、より一層バブラ１内の圧力変動を抑制でき
る。
【００３８】すなわち、バブラ１に供給するキャリアガ
ス流量（Ｖ１）と圧力制御ライン８のキャリアガス流量
（Ｖ２）との和が一定となるように制御する第１の制御
形態の方法では、原料ガスの分圧の変化が考慮されてい
ない。これに対し、第２の制御形態のように、バブラ１
に供給するキャリアガスのモル流量（Ｆ１）と圧力制御
ライン８のキャリアガスのモル流量（Ｆ２）と原料ガス
のモル流量（Ｆ３）との和が一定となるように圧力制御
ライン８のキャリアガス流量を制御するときには、バブ
ラ１に供給するキャリアガス流量（Ｖ１）と圧力制御ラ
イン８のキャリアガス流量（Ｖ２）との和が一定となる
ように制御する場合に比べて、より一層バブラ１内の圧
力変動を抑制でき、真空装置（反応室）への原料ガス供
給量を一定に保つことができる。
【００３９】図８はバブラ１に供給するキャリアガス流
量の変化に応じて、バブラ１に供給するキャリアガスの
モル流量と圧力制御ライン８のキャリアガスのモル流量
と原料ガスのモル流量との和が一定となるように、圧力
制御ライン８のキャリアガス流量（圧力制御ライン８の
マスフローコントローラ９の流量）を制御したときのバ
ブラ１内圧力の時間変動を測定した実験結果を示す図で
あり、図８から、第２の制御形態では、バブラ１内の圧
力変動を±１Ｔｏｒｒ以下に抑制できることがわかる。
【００４０】この第２の制御形態の原料ガス供給装置
は、換言すれば、液体または固体原料を収容するバブラ
１と、バブラ１にキャリアガスを供給するライン２と、
バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出す
ライン４と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガ
スを取り出すライン４に設けられ、原料ガスを含んだキ
ャリアガスの圧力が一定となるように制御する圧力制御
手段と、バブラ１から原料ガスを含んだキャリアガスを
取り出すライン４に圧力制御手段の上流側で合流して別
のキャリアガスを導入する圧力制御ライン８と、流量制
御手段とを備えており、流量制御手段は、バブラ１に供
給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブラ１に供
給するキャリアガスのモル流量と圧力制御ライン８のキ
ャリアガスのモル流量と原料ガスのモル流量との和が一
定となるように圧力制御ライン８のキャリアガス流量を
制御するようになっている。
【００４１】ここで、圧力制御手段は、図６の圧力検知
器５，圧力制御弁６，圧力制御回路７に対応している。
また、流量制御手段は、図６のマスフローコントローラ
３，９，流量制御回路１０に対応している。
【００４２】また、図９は本発明に係る原料ガス供給装
置の第２の構成例を示す図である。図９を参照すると、
この原料ガス供給装置は、液体原料または固体原料を収
容するバブラ２１と、バブラ２１にキャリアガスを供給
するキャリアガスライン２２と、バブラ２１に供給する
キャリアガス流量を制御するマスフロコントローラ（Ｍ
ＦＣ）２３と、バブラ２１から原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すライン２４と、バブラ２１から原料ガ
スを含んだキャリアガスを取り出すライン２４に設けら
れた圧力検知器２５と、圧力検知器２５の下流側に設け
られたニードルバルブ２６と、バブラ２１から原料ガス
を含んだキャリアガスを取り出すライン２４に、ニード
ルバルブ２６の上流側で合流して別のキャリアガスを導
入する圧力制御ライン２８と、圧力制御ライン２８のキ
ャリアガス流量を制御するマスフローコントローラ（Ｍ
ＦＣ）２９と、圧力検知器２５の圧力検知信号が一定と
なるように圧力制御ライン２８のキャリアガス流量（圧
力制御ライン２８のマスフローコントローラ２９の流
量）を制御する圧力制御回路２７と、バブラ２１を通さ
ずにキャリアガスを導入するダミーライン３１と、ダミ
ーライン３１に流れるキャリアガス流量を制御するマス
フローコントローラ（ＭＦＣ）３２と、流量制御回路３
４とを備えており、流量制御回路３４は、バブラ２１に
キャリアガスを供給するキャリアガスライン２２のキャ
リアガス流量の変化に応じて、キャリアガスライン２２
のキャリアガス流量（バブラ２１に供給するキャリアガ
ス流量）と圧力制御ライン２８のキャリアガス流量との
和がダミーライン３１のキャリアガス流量と等しくなる
ようにダミーライン３１のキャリアガス流量（ダミーラ
イン３１のマスフローコントローラ３２の流量）を制御
するようになっている。
【００４３】図９のような構成では、バブラ２１に供給
するキャリアガス流量と圧力制御ライン２８のキャリア
ガス流量との和が、ダミーライン３１のキャリアガス流
量と等しくなるように制御することで、ラン＆ベント方
式でバルブを切り替えた場合でも、圧力変動が生じなく
なる。従って、反応室への原料供給量を安定化させるこ
とができる。また、短時間でバブラ２１のキャリアガス
流量が大きく変動しても、バブラ２１内の圧力変動を抑
制することができる。
【００４４】この第２の構成例の原料ガス供給装置は、
換言すれば、液体または固体原料を収容するバブラ２１
と、バブラ２１にキャリアガスを供給するライン２２
と、バブラ２１から原料ガスを含んだキャリアガスを取
り出すライン２４と、バブラ２１から原料ガスを含んだ
キャリアガスを取り出すライン２４に設けられ、原料ガ
スを含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
２５と、バブラ２１から原料ガスを含んだキャリアガス
を取り出すライン２４に別のキャリアガスを導入する圧
力制御ライン２８と、圧力検知手段２５で検出される圧
力が一定となるように圧力制御ライン２８のキャリアガ
ス流量を制御する圧力制御手段と、バブラ２１を通さず
にキャリアガスを導入するダミーライン３１と、流量制
御手段とを備えており、流量制御手段は、バブラ２１に
供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブラ２１
に供給するキャリアガス流量と圧力制御ライン２８のキ
ャリアガス流量との和がダミーライン３１のキャリアガ
ス流量と等しくなるようにダミーライン３１のキャリア
ガス流量を制御するようになっている。
【００４５】ここで、圧力制御手段は、図９の圧力制御
回路２７，マスフローコントローラ２９に対応してい
る。また、流量制御手段は、図９のマスフローコントロ
ーラ２３，２９，３２，流量制御回路３４に対応してい
る。
【００４６】また、図１０は本発明に係る原料ガス供給
装置の第３の構成例を示す図である。図１０を参照する
と、この原料ガス供給装置は、液体原料または固体原料
を収容するバブラ４１と、バブラ４１にキャリアガスを
供給するキャリアガスライン４２と、バブラ４１に供給
するキャリアガス流量を制御するマスフローコントロー
ラ（ＭＦＣ）４３と、バブラ４１から原料ガスを含んだ
キャリアガスを取り出すライン４４と、バブラ４１から
原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン４４に
設けられた圧力検知器４５と、圧力検知器４５の下流側
に設けられたニードルバルブ４６と、バブラ４１から原
料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン４４に、
ニードルバルブ４６の上流側で合流して別のキャリアガ
スを導入する圧力制御ライン４８と、圧力制御ライン４
８のキャリアガス流量を制御するマスフローコントロー
ラ（ＭＦＣ）４９と、圧力検知器４５の圧力検知信号が
一定となるように圧力制御ライン４８のキャリアガス流
量（圧力制御ライン４８のマスフローコントローラ４９
の流量）を制御する圧力制御回路４７と、バブラ４１を
通さずにキャリアガスを導入するダミーライン５１と、
ダミーライン５１に流れるキャリアガス流量を制御する
マスフローコントローラ（ＭＦＣ）５２と、反応室に原
料ガスを含むキャリアガスを輸送する反応室導入ライン
５３と、反応室導入ライン５３に流れるキャリアガス流
量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５４
と、第１の流量制御回路５６と、第２の流量制御回路５
８とを備えており、第１の流量制御回路５６は、バブラ
４１に供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブ
ラ４１にキャリアガスを供給するキャリアガスライン４
２のキャリアガス流量と圧力制御ライン４８のキャリア
ガス流量との和がダミーライン５１のキャリアガス流量
と等しくなるようにダミーライン５１のキャリアガス流
量（ダミーライン５１のマスフローコントローラ５２の
流量）を制御し、また、第２の流量制御回路５８は、ダ
ミーライン５１のキャリアガス流量の変化に応じて、反
応室へ導入される全ガス流量が一定となるように反応室
導入ライン５３のキャリアガス流量（反応室導入ライン
５３のマスフローコントローラ５４の流量）を制御する
ようになっている。
【００４７】図１０の構成では、図９の構成と同様に、
バブラ４１に供給するキャリアガス流量と圧力制御ライ
ン４８のキャリアガス流量との和が、ダミーライン５１
のキャリアガス流量と等しくなるように制御すること
で、ラン＆ベント方式でバルブを切り替えた場合でも、
圧力変動が生じなくなる。従って、原料供給量を安定化
させることができる。
【００４８】しかし、図９の構成においては、反応室導
入ライン５３のキャリアガス流量を一定にしている場
合、圧力制御ライン４８の流量ばらつきに起因して、反
応室に流れるガスの総流量が変化してしまい、そのた
め、反応室で原料ガスが反応するときの条件がばらつい
てしまう恐れがある。
【００４９】これに対し、図１０の構成では、ダミーラ
イン５１の流量変化に応じて、反応室へ導入される全ガ
ス流量が一定となるように反応室導入ライン５３のキャ
リアガス流量（反応室導入ライン５３のマスフローコン
トローラ５４の流量）を制御している。これによって、
反応室におけるガスの化学反応条件を安定化することが
できる。
【００５０】また、短時間でバブラ４１のキャリアガス
流量が大きく変動しても、バブラ４１内の圧力変動を抑
制することができる。
【００５１】この第３の構成例の原料ガス供給装置は、
換言すれば、液体または固体原料を収容するバブラ４１
と、バブラ４１にキャリアガスを導入するライン４２
と、バブラ４１から原料ガスを含んだキャリアガスを取
り出すライン４４と、バブラ４１から原料ガスを含んだ
キャリアガスを取り出すライン４４に設けられ、原料ガ
スを含んだキャリアガスの圧力を検出する圧力検知手段
４５と、バブラ４１から原料ガスを含んだキャリアガス
を取り出すライン４４に別のキャリアガスを導入する圧
力制御ライン４８と、圧力検知手段４５で検出される圧
力が一定となるように圧力制御ライン４８のキャリアガ
ス流量を制御する圧力制御手段と、バブラ４１を通さず
にキャリアガスを導入するダミーライン５１と、反応室
に原料ガスを含むキャリアガスを輸送する反応室導入ラ
イン５３と、流量制御手段とを備えており、流量制御手
段は、バブラ４１に供給するキャリアガス流量の変化に
応じて、バブラ４１に供給するキャリアガス流量と圧力
制御ライン４８のキャリアガス流量との和がダミーライ
ン５１のキャリアガス流量と等しくなるようにダミーラ
イン５１のキャリアガス流量を制御し、かつ、ダミーラ
イン５１のキャリアガス流量の変化に応じて、反応室へ
導入される全ガス流量が一定となるように反応室導入ラ
イン５３のキャリアガス流量を制御するようになってい
る。
【００５２】ここで、圧力制御手段は、図１０の圧力制
御回路４７，マスフローコントローラ４９に対応してい
る。また、流量制御手段は、図１０のマスフローコント
ローラ４３，４９，５２，５４，流量制御回路５６，５
８に対応している。
【００５３】また、上述した本発明の原料ガス供給装置
（第１の構成例（第１または第２の制御形態），第２の
構成例または第３の構成例の原料ガス供給装置）から反
応室内に原料ガスを供給して薄膜を形成する薄膜形成装
置を構築することができる。
【００５４】すなわち、上述した本発明の原料ガス供給
装置を用いると、短時間でバブラのキャリアガス流量を
大きく変動させても、バブラ内の圧力変動を抑制でき、
反応室への原料ガス供給量を一定に保つことができる。
従って、本発明の原料ガス供給装置を用いて反応室内に
原料ガスを供給して薄膜を形成する薄膜形成装置では、
層厚や組成の再現性が高い薄膜を形成できる。
【００５５】また、本発明の原料ガス供給装置から原料
ガスとして有機金属原料を反応室内に供給して所定の膜
をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置を
構築することもできる。
【００５６】エピタキシャル成長装置の例としては、Ｍ
ＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、ＭＯ
ＭＢＥ（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ）装置、ＣＢＥ（ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ）装置等があ
る。
【００５７】本発明の原料ガス供給装置を用いると、短
時間でバブラのキャリアガス流量を大きく変動させて
も、バブラ内の圧力変動を抑制でき、反応室への原料ガ
ス供給量を一定に保つことができる。従って、層厚や組
成の再現性が高い半導体単結晶薄膜をエピタキシャル成
長できる。
【００５８】図１１には、本発明のエピタキシャル成長
装置の例として、ＭＯＣＶＤ装置が示されている。図１
１において、有機金属供給部７１，７２には、例えば図
６に示した原料ガス供給装置を用いることができる。こ
こで、有機金属供給部７１では、原料として、例えば有
機金属であるＴＭＧを用い、また、有機金属供給部７２
では、原料として、例えば有機金属であるＴＭＡを用
い、また、有機金属供給部７１，７２では、キャリアガ
スとして、例えばＡｓＨ3を用いることができる。
【００５９】具体的に、本発明の原料ガス供給装置，原
料ガス供給方法を用いて組成傾斜層を作製することがで
きる。
【００６０】この場合、本発明の原料ガス供給装置，原
料ガス供給方法では、短時間でバブラのキャリアガス流
量を大きく変動させても、バブラ内の圧力変動を抑制で
き、反応室への原料ガス供給量を一定に保つことができ
るので、反応室において組成傾斜層の層厚や組成プロフ
ァイルの再現性を向上させることができる。
【００６１】より具体的に、例えば、屈折率の異なる２
種類の半導体層を１／４波長の光学的厚さで交互に積層
して形成した半導体多層膜反射鏡において、高屈折率層
と低屈折率層との界面に、本発明の原料ガス供給装置，
原料ガス供給方法により供給された原料ガスを用いて組
成を徐々に変化させた組成傾斜層を形成し、半導体多層
膜反射鏡を作製することができる。
【００６２】この場合、本発明の原料ガス供給装置，原
料ガス供給方法では、組成傾斜層の層厚や組成プロファ
イルの再現性を向上させることができるので、半導体多
層膜反射鏡の反射率や反射スペクトル形状，電気抵抗等
の制御性や再現性を向上させることができる。
【００６３】具体的に、上記半導体多層膜反射鏡におい
て、高屈折率層がＡｌxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ＜ｙ）、低
屈折率層がＡｌyＧａ1-yＡｓ（ｘ＜ｙ≦１）、組成傾斜
層がＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ＝ｘ〜ｙ）からなる半導体多
層膜反射鏡を作製することができる。
【００６４】図１２（ａ），（ｂ）には、ＧａＡｓ基板
上に、高屈折率層がＣドープＧａＡｓ(厚さ５９．５ｎ
ｍ)，低屈折率層がＣドープＡｌＡｓ（厚さ７２．９ｎ
ｍ），組成傾斜層がＣドープＡｌＧａＡｓ（厚さ１０ｎ
ｍ）であるｐ型ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ系半導体多層膜反射
鏡を作製した例が示されている。
【００６５】なお、このような半導体多層膜反射鏡は、
０．９８μｍの発振波長の面発光型半導体レーザに適用
できる。また、図１２の例では、ｐ型ＧａＡｓ／ＡｌＡ
ｓ系半導体多層膜反射鏡を作製した場合が示されている
が、ｎ型半導体多層膜反射鏡を作製する場合にも、本発
明の原料ガス供給装置，原料ガス供給方法を適用可能で
ある。
【００６６】上記構成の半導体多層膜反射鏡では、屈折
率差が大きくとれるため、より少ない層数で高反射率が
得られる。また、ＩｎＧａＡｓＰ材料系と比較して熱抵
抗が低い。また、１０18〜１０19ｃｍ-3程度の高濃度ｐ
型ドーピングが可能である。従って、通電しても発熱が
小さく、放熱性が高い反射鏡を提供できる。
【００６７】このような半導体多層膜反射鏡は、発光層
を含む共振器構造の上下に反射鏡を備えた垂直共振器型
面発光半導体レーザにおいて、反射鏡の一部または全部
に用いることができる。
【００６８】すなわち、上記のように作製された半導体
多層膜反射鏡は、反射率や反射スペクトル形状，電気抵
抗等の制御性や再現性が向上しているので、垂直共振器
型面発光半導体レーザにおける閾値電流，電流−光出力
特性，電流−電圧特性，温度特性等のレーザ特性の再現
性を向上させることができる。
【００６９】なお、上記垂直共振器型面発光半導体レー
ザにおいて、発光層は、ＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、
ＧａＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＧａＮＡｓＳｂ、Ｇ
ａＩｎＮＡｓＳｂのいずれかの材料で構成することがで
きる。
【００７０】すなわち、ＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、
ＧａＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＧａＮＡｓＳｂ、Ｇ
ａＩｎＮＡｓＳｂ材料は、ＧａＡｓ基板上にエピタキシ
ャル成長することができ、かつ光ファイバ通信に用いら
れている１．３μｍ帯で発光する。また、ＧａＡｓ基板
上に形成できるため、前述した高性能のＡｌＧａＡｓ材
料系半導体多層膜反射鏡を用いることができる。従っ
て、温度特性が良好な１．３μｍ帯の垂直共振器型面発
光半導体レーザを形成できる。
【００７１】図１３には、ＧａＩｎＮＡｓ系面発光型半
導体レーザの一例が示されている。図１３の面発光型半
導体レーザは、ｎ型ＧａＡｓ基板９１上に、ｎ型半導体
多層膜反射鏡９２、ＧａＡｓスペーサ層９３、ＧａＩｎ
ＮＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸活性層９４、ＧａＡｓス
ペーサ層９５、ｐ型半導体多層膜反射鏡９６が形成され
ている。そして、ｐ型半導体多層膜反射鏡９６上には、
光出射部９９を除いて、ｐ側電極９７が形成され、ま
た、基板９１の裏面には、ｎ側電極９８が形成されてい
る。
【００７２】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１，請求
項５記載の発明によれば、液体または固体原料を収容す
るバブラと、バブラにキャリアガスを供給するライン
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインと、バブラから原料ガスを含んだキャリアガス
を取り出すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリ
アガスの圧力が一定となるように制御する圧力制御手段
と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
すラインに、圧力制御手段の上流側で合流して別のキャ
リアガスを導入する圧力制御ラインと、流量制御手段と
を備えており、流量制御手段は、バブラに供給するキャ
リアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキャリ
アガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和
が一定となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量
を制御するようになっているので、短時間でバブラのキ
ャリアガス流量が大きく変動してもバブラ内の圧力変動
を抑制して、原料ガス供給量を一定に保つことができ
る。
【００７３】また、請求項２，請求項６記載の発明によ
れば、液体または固体原料を収容するバブラと、バブラ
にキャリアガスを供給するラインと、バブラから原料ガ
スを含んだキャリアガスを取り出すラインと、バブラか
ら原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すラインに設
けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの圧力が一定と
なるように制御する圧力制御手段と、バブラから原料ガ
スを含んだキャリアガスを取り出すラインに圧力制御手
段の上流側で合流して別のキャリアガスを導入する圧力
制御ラインと、流量制御手段とを備えており、流量制御
手段は、バブラに供給するキャリアガス流量の変化に応
じて、バブラに供給するキャリアガスのモル流量と圧力
制御ラインのキャリアガスのモル流量と原料ガスのモル
流量との和が一定となるように圧力制御ラインのキャリ
アガス流量を制御するようになっているので、短時間で
バブラのキャリアガス流量が大きく変動してもバブラ内
の圧力変動をより一層抑制して、原料ガス供給量をより
一層一定に保つことができる。
【００７４】また、請求項３，請求項７記載の発明によ
れば、液体または固体原料を収容するバブラと、バブラ
にキャリアガスを供給するラインと、バブラから原料ガ
スを含んだキャリアガスを取り出すラインと、バブラか
ら原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すラインに設
けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの圧力を検出す
る圧力検知手段と、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインに別のキャリアガスを導入する
圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出される圧力が一
定となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量を制
御する圧力制御手段と、バブラを通さずにキャリアガス
を導入するダミーラインと、流量制御手段とを備えてお
り、流量制御手段は、バブラに供給するキャリアガス流
量の変化に応じて、バブラに供給するキャリアガス流量
と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和がダミーラ
インのキャリアガス流量と等しくなるようにダミーライ
ンのキャリアガス流量を制御するようになっているの
で、短時間でバブラのキャリアガス流量が大きく変動し
てもバブラ内の圧力変動を抑制して、原料ガス供給量を
一定に保つことができ、さらにラン＆ベント方式でバル
ブを切り替えた場合でも、圧力変動が生じるのを防止で
きる。
【００７５】また、請求項４，請求項８記載の発明によ
れば、液体または固体原料を収容するバブラと、バブラ
にキャリアガスを導入するラインと、バブラから原料ガ
スを含んだキャリアガスを取り出すラインと、バブラか
ら原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すラインに設
けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの圧力を検出す
る圧力検知手段と、バブラから原料ガスを含んだキャリ
アガスを取り出すラインに別のキャリアガスを導入する
圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出される圧力が一
定となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量を制
御する圧力制御手段と、バブラを通さずにキャリアガス
を導入するダミーラインと、反応室に原料ガスを含むキ
ャリアガスを輸送する反応室導入ラインと、流量制御手
段とを備えており、流量制御手段は、バブラに供給する
キャリアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキ
ャリアガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量と
の和がダミーラインのキャリアガス流量と等しくなるよ
うにダミーラインのキャリアガス流量を制御し、かつ、
ダミーラインのキャリアガス流量の変化に応じて、反応
室へ導入される全ガス流量が一定となるように反応室導
入ラインのキャリアガス流量を制御するようになってい
るので、短時間でバブラのキャリアガス流量が大きく変
動してもバブラ内の圧力変動を抑制して、原料ガス供給
量を一定に保つことができ、さらにラン＆ベント方式で
バルブを切り替えた場合でも、圧力変動が生じるのを防
止できる。さらに、ダミーラインの流量変化に応じて、
反応室へ導入される全ガス流量が一定となるように反応
室導入ラインのキャリアガス流量を制御しているので、
反応室におけるガスの化学反応条件を安定化することが
できる。
【００７６】また、請求項９記載の発明によれば、請求
項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の原料ガス供給
装置から反応室内に原料ガスを供給して薄膜を形成する
ように構成されているので、層厚や組成の再現性が高い
薄膜を形成できる。
【００７７】また、請求項１０記載の発明によれば、請
求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の原料ガス供
給装置から反応室内に原料ガスとして有機金属原料を供
給して所定の膜をエピタキシャル成長させるようになっ
ているので、層厚や組成の再現性が高い半導体単結晶薄
膜をエピタキシャル成長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の原料ガス供給装置を示す図である。
【図２】従来の原料ガス供給装置を示す図である。
【図３】従来の原料ガス供給装置を示す図である。
【図４】組成傾斜層の成長を説明するための図である。
【図５】図３の方式で組成傾斜層を形成させたときのバ
ブラ内の圧力変化を示す図である。
【図６】本発明に係る原料ガス供給装置の第１の構成例
を示す図である。
【図７】バブラに供給するキャリアガス流量と圧力制御
ラインのキャリアガス流量との和が一定となるように制
御したときのバブラ内圧力の時間変動を測定した実験結
果を示す図である。
【図８】バブラに供給するキャリアガス流量の変化に応
じて、バブラに供給するキャリアガスのモル流量と圧力
制御ラインのキャリアガスのモル流量と原料ガスのモル
流量との和が一定となるように、圧力制御ラインのキャ
リアガス流量を制御したときのバブラ内圧力の時間変動
を測定した実験結果を示す図である。
【図９】本発明に係る原料ガス供給装置の第２の構成例
を示す図である。
【図１０】本発明に係る原料ガス供給装置の第３の構成
例を示す図である。
【図１１】本発明のエピタキシャル成長装置の例として
のＭＯＣＶＤ装置を示す図である。
【図１２】ｐ型ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ系半導体多層膜反射
鏡の作製例を示す図である。
【図１３】ＧａＩｎＮＡｓ系面発光型半導体レーザの一
例を示す図である。
【符号の説明】
１ バブラ ２ キャリアガスライン ３ マスフローコントローラ ４ ライン ５ 圧力検知器 ６ 圧力制御弁 ７ 圧力制御回路 ８ 圧力制御ライン ９ マスフローコントローラ １０ 流量制御回路 ２１ バブラ ２２ キャリアガスライン ２３ マスフローコントローラ ２４ ライン ２５ 圧力検知器 ２６ ニードルバルブ ２８ 圧力制御ライン ２９ マスフローコントローラ ２７ 圧力制御回路 ３１ ダミーライン ３２ マスフローコントローラ ３４ 流量制御回路 ４１ バブラ ４２ キャリアガスライン ４３ マスフローコントローラ ４４ ライン ４５ 圧力検知器 ４６ ニードルバルブ ４８ 圧力制御ライン ４９ マスフローコントローラ ４７ 圧力制御回路 ５１ ダミーライン ５２ マスフローコントローラ ５３ 反応室導入ライン ５４ マスフローコントローラ ５６ 第１の流量制御回路 ５８ 第２の流量制御回路 ７１，７２ 有機金属供給部 ９１ 基板 ９２ ｎ型反射鏡 ９３ スペーサ層 ９４ 活性層 ９５ スペーサ層 ９６ ｐ型反射鏡 ９７ ｐ側電極 ９８ ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 軸谷 直人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐藤 俊一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA16 BA02 BA08 BA25 BA35 BB01 BB12 CA04 EA01 KA39 KA41 LA11 LA14 5F045 AA04 AA05 AB09 AB10 AB17 AB18 AB19 AC01 AC08 AC14 AF04 CA12 EC07 EE03 EE04 EE14 EE17 GB06 5F073 AA51 AA65 AA74 AB17 CA17 DA05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力が一定となるように制御する圧力制御手段と、バブ
    ラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    に、圧力制御手段の上流側で合流して別のキャリアガス
    を導入する圧力制御ラインと、流量制御手段とを備えて
    おり、流量制御手段は、バブラに供給するキャリアガス
    流量の変化に応じて、バブラに供給するキャリアガス流
    量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和が一定と
    なるように圧力制御ラインのキャリアガス流量を制御す
    るようになっていることを特徴とする原料ガス供給装
    置。
  2. 【請求項２】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力が一定となるように制御する圧力制御手段と、バブ
    ラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    に圧力制御手段の上流側で合流して別のキャリアガスを
    導入する圧力制御ラインと、流量制御手段とを備えてお
    り、流量制御手段は、バブラに供給するキャリアガス流
    量の変化に応じて、バブラに供給するキャリアガスのモ
    ル流量と圧力制御ラインのキャリアガスのモル流量と原
    料ガスのモル流量との和が一定となるように圧力制御ラ
    インのキャリアガス流量を制御するようになっているこ
    とを特徴とする原料ガス供給装置。
  3. 【請求項３】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力を検出する圧力検知手段と、バブラから原料ガスを
    含んだキャリアガスを取り出すラインに別のキャリアガ
    スを導入する圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出さ
    れる圧力が一定となるように圧力制御ラインのキャリア
    ガス流量を制御する圧力制御手段と、バブラを通さずに
    キャリアガスを導入するダミーラインと、流量制御手段
    とを備えており、流量制御手段は、バブラに供給するキ
    ャリアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキャ
    リアガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との
    和がダミーラインのキャリアガス流量と等しくなるよう
    にダミーラインのキャリアガス流量を制御するようにな
    っていることを特徴とする原料ガス供給装置。
  4. 【請求項４】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを導入するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力を検出する圧力検知手段と、バブラから原料ガスを
    含んだキャリアガスを取り出すラインに別のキャリアガ
    スを導入する圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出さ
    れる圧力が一定となるように圧力制御ラインのキャリア
    ガス流量を制御する圧力制御手段と、バブラを通さずに
    キャリアガスを導入するダミーラインと、反応室に原料
    ガスを含むキャリアガスを輸送する反応室導入ライン
    と、流量制御手段とを備えており、流量制御手段は、バ
    ブラに供給するキャリアガス流量の変化に応じて、バブ
    ラに供給するキャリアガス流量と圧力制御ラインのキャ
    リアガス流量との和がダミーラインのキャリアガス流量
    と等しくなるようにダミーラインのキャリアガス流量を
    制御し、かつ、ダミーラインのキャリアガス流量の変化
    に応じて、反応室へ導入される全ガス流量が一定となる
    ように反応室導入ラインのキャリアガス流量を制御する
    ようになっていることを特徴とする原料ガス供給装置。
  5. 【請求項５】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力が一定となるように制御する圧力制御手段と、バブ
    ラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    に、圧力制御手段の上流側で合流して別のキャリアガス
    を導入する圧力制御ラインとを備えている原料ガス供給
    装置において、流量制御手段は、バブラに供給するキャ
    リアガス流量の変化に応じて、バブラに供給するキャリ
    アガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和
    が一定となるように圧力制御ラインのキャリアガス流量
    を制御することを特徴とする原料ガス供給方法。
  6. 【請求項６】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力が一定となるように制御する圧力制御手段と、バブ
    ラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    に圧力制御手段の上流側で合流して別のキャリアガスを
    導入する圧力制御ラインとを備えている原料ガス供給装
    置において、バブラに供給するキャリアガス流量の変化
    に応じて、バブラに供給するキャリアガスのモル流量と
    圧力制御ラインのキャリアガスのモル流量と原料ガスの
    モル流量との和が一定となるように圧力制御ラインのキ
    ャリアガス流量を制御することを特徴とする原料ガス供
    給方法。
  7. 【請求項７】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを供給するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力を検出する圧力検知手段と、バブラから原料ガスを
    含んだキャリアガスを取り出すラインに別のキャリアガ
    スを導入する圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出さ
    れる圧力が一定となるように圧力制御ラインのキャリア
    ガス流量を制御する圧力制御手段と、バブラを通さずに
    キャリアガスを導入するダミーラインとを備えている原
    料ガス供給装置において、バブラに供給するキャリアガ
    ス流量の変化に応じて、バブラに供給するキャリアガス
    流量と圧力制御ラインのキャリアガス流量との和がダミ
    ーラインのキャリアガス流量と等しくなるようにダミー
    ラインのキャリアガス流量を制御することを特徴とする
    原料ガス供給方法。
  8. 【請求項８】 液体または固体原料を収容するバブラ
    と、バブラにキャリアガスを導入するラインと、バブラ
    から原料ガスを含んだキャリアガスを取り出すライン
    と、バブラから原料ガスを含んだキャリアガスを取り出
    すラインに設けられ、原料ガスを含んだキャリアガスの
    圧力を検出する圧力検知手段と、バブラから原料ガスを
    含んだキャリアガスを取り出すラインに別のキャリアガ
    スを導入する圧力制御ラインと、圧力検知手段で検出さ
    れる圧力が一定となるように圧力制御ラインのキャリア
    ガス流量を制御する圧力制御手段と、バブラを通さずに
    キャリアガスを導入するダミーラインと、反応室に原料
    ガスを含むキャリアガスを輸送する反応室導入ラインと
    を備えている原料ガス供給装置において、バブラに供給
    するキャリアガス流量の変化に応じて、バブラに供給す
    るキャリアガス流量と圧力制御ラインのキャリアガス流
    量との和がダミーラインのキャリアガス流量と等しくな
    るようにダミーラインのキャリアガス流量を制御し、か
    つ、ダミーラインのキャリアガス流量の変化に応じて、
    反応室へ導入される全ガス流量が一定となるように反応
    室導入ラインのキャリアガス流量を制御することを特徴
    とする原料ガス供給方法。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
    記載の原料ガス供給装置から反応室内に原料ガスを供給
    して薄膜を形成するように構成されていることを特徴と
    する薄膜形成装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項
    に記載の原料ガス供給装置から反応室内に原料ガスとし
    て有機金属原料を供給して所定の膜をエピタキシャル成
    長させるようになっていることを特徴とするエピタキシ
    ャル成長装置。
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