JP3124376B2 - 化合物半導体の気相成長装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体の気相成長装置に
関し、特に、有機金属を使用する有機金属気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition
）法で異種の薄膜を連続的に成長させる場合に、次の
成膜に使用する有機金属ガスを即座に反応炉に供給で
き、成膜時に反応炉内の流量を常に一定とすることによ
り、均一性のよい成膜を可能とした化合物半導体の気相
成長装置に関する。
関し、特に、有機金属を使用する有機金属気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition
）法で異種の薄膜を連続的に成長させる場合に、次の
成膜に使用する有機金属ガスを即座に反応炉に供給で
き、成膜時に反応炉内の流量を常に一定とすることによ
り、均一性のよい成膜を可能とした化合物半導体の気相
成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来の化合物半導体の気相成長
装置の構成図を示す。
装置の構成図を示す。
【０００３】同図において、本従来例の化合物半導体の
気相成長装置は、反応炉１３１と、各種成膜用有機金属
を蓄えるバブラー容器１０１〜１０５と、バブラー容器
１０１〜１０５の１次側にキャリアガス（水素；Ｈ2 ）
を所定流量だけ流すよう制御するマスフローコントロー
ラ１１１〜１１５と、流量補償のためにキャリアガスの
流量を制御する（キャリアガス供給用）マスフローコン
トローラ１１６と、各バブラー容器の２次側及びマスフ
ローコントローラ１１６に接続され、連結して各種成膜
用有機金属ガス供給ラインを構成する弁１２１〜１２５
から成っている。
気相成長装置は、反応炉１３１と、各種成膜用有機金属
を蓄えるバブラー容器１０１〜１０５と、バブラー容器
１０１〜１０５の１次側にキャリアガス（水素；Ｈ2 ）
を所定流量だけ流すよう制御するマスフローコントロー
ラ１１１〜１１５と、流量補償のためにキャリアガスの
流量を制御する（キャリアガス供給用）マスフローコン
トローラ１１６と、各バブラー容器の２次側及びマスフ
ローコントローラ１１６に接続され、連結して各種成膜
用有機金属ガス供給ラインを構成する弁１２１〜１２５
から成っている。
【０００４】成膜時には、所定の有機金属ガスがバブラ
ー容器１０１〜１０５の２次側から弁１２１〜１２５に
供給され、弁１２１〜１２５の開閉により合成された有
機金属ガスが反応炉１３１に供給され成膜される。例え
ば、ＩｎＧａＰ成膜時には、有機金属ＴＭＩ（トリメチ
ルインジウム）及びＴＭＧ（トリメチルガリウム）、並
びにＰＨ3 （ホスフィン）ライン及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）ライン１４１が反応炉１３１に供給され、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により成膜される。
ー容器１０１〜１０５の２次側から弁１２１〜１２５に
供給され、弁１２１〜１２５の開閉により合成された有
機金属ガスが反応炉１３１に供給され成膜される。例え
ば、ＩｎＧａＰ成膜時には、有機金属ＴＭＩ（トリメチ
ルインジウム）及びＴＭＧ（トリメチルガリウム）、並
びにＰＨ3 （ホスフィン）ライン及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）ライン１４１が反応炉１３１に供給され、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により成膜される。
【０００５】化合物半導体（ＧａＡｓ基板使用）の半導
体レーザやＬＥＤ等では、多層膜をＭＯＣＶＤ法で成膜
している。従来の化合物半導体の気相成長装置により多
層膜を成膜する場合、ある層を成膜した後、次の成膜用
有機金属ガスを弁１２１〜１２５を開閉して反応炉１３
１に供給するが、弁を開とした時、反応炉１３１への流
量が急に過大に流れ、指定流量値へ安定するまでの時間
遅れが生じるため、成膜された膜厚の均一性が悪くな
る。
体レーザやＬＥＤ等では、多層膜をＭＯＣＶＤ法で成膜
している。従来の化合物半導体の気相成長装置により多
層膜を成膜する場合、ある層を成膜した後、次の成膜用
有機金属ガスを弁１２１〜１２５を開閉して反応炉１３
１に供給するが、弁を開とした時、反応炉１３１への流
量が急に過大に流れ、指定流量値へ安定するまでの時間
遅れが生じるため、成膜された膜厚の均一性が悪くな
る。
【０００６】また、反応炉１３１の内圧を常に一定にす
るため、成膜時には反応炉１３１内の全流量を常に一定
にする必要がある。即ち、反応炉１３１内圧が一定でな
い場合には、内圧変動により膜厚が不均一となる。この
ため、ある層の成膜時に有機金属ガスを指定流量で供給
するが、所定の反応炉１３１内全流量に満たない場合、
マスフローコントローラ１１６により流量補償のための
キャリアガスを必要量供給するようにしている。しかし
ながら、有機金属ガスの指定流量値が全成膜時とは異な
る値となる場合、流量補償のキャリアガス流量も変更す
るが、マスフローコントローラ１２６の流量変更におい
て、変更値へ安定するまでの時間遅れがあるため、反応
炉１３１内圧が一定になるまでの時間遅れが生じ、成膜
の均一性が悪くなる。
るため、成膜時には反応炉１３１内の全流量を常に一定
にする必要がある。即ち、反応炉１３１内圧が一定でな
い場合には、内圧変動により膜厚が不均一となる。この
ため、ある層の成膜時に有機金属ガスを指定流量で供給
するが、所定の反応炉１３１内全流量に満たない場合、
マスフローコントローラ１１６により流量補償のための
キャリアガスを必要量供給するようにしている。しかし
ながら、有機金属ガスの指定流量値が全成膜時とは異な
る値となる場合、流量補償のキャリアガス流量も変更す
るが、マスフローコントローラ１２６の流量変更におい
て、変更値へ安定するまでの時間遅れがあるため、反応
炉１３１内圧が一定になるまでの時間遅れが生じ、成膜
の均一性が悪くなる。
【０００７】更に、上述した有機金属ガス供給量と流量
補償のキャリアガス流量の一定流量値になるまでの時間
遅れのため、成膜間の急峻性が悪く、生成された半導体
の特性が悪くなる。
補償のキャリアガス流量の一定流量値になるまでの時間
遅れのため、成膜間の急峻性が悪く、生成された半導体
の特性が悪くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
化合物半導体の気相成長装置では、（１）弁を開とした
時、反応炉への流量が急に過大に流れ、指定流量値へ安
定するまでの時間遅れが生じるため、成膜された膜厚の
均一性が悪くなる、（２）流量補償を行なうマスフロー
コントローラにおいて流量変更する場合、変更値へ安定
するまでの時間遅れがあるため、反応炉内圧が一定にな
るまでの時間遅れが生じ、成膜の均一性が悪くなる、
（３）（１）項の有機金属ガス供給量と（２）項の流量
補償のキャリアガス流量の一定流量値になるまでの時間
遅れのため、成膜間の急峻性が悪く、生成された半導体
の特性が悪くなる、という問題があった。
化合物半導体の気相成長装置では、（１）弁を開とした
時、反応炉への流量が急に過大に流れ、指定流量値へ安
定するまでの時間遅れが生じるため、成膜された膜厚の
均一性が悪くなる、（２）流量補償を行なうマスフロー
コントローラにおいて流量変更する場合、変更値へ安定
するまでの時間遅れがあるため、反応炉内圧が一定にな
るまでの時間遅れが生じ、成膜の均一性が悪くなる、
（３）（１）項の有機金属ガス供給量と（２）項の流量
補償のキャリアガス流量の一定流量値になるまでの時間
遅れのため、成膜間の急峻性が悪く、生成された半導体
の特性が悪くなる、という問題があった。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決するもので、
その目的は、次の成膜に使用する有機金属ガスを即座に
反応炉に供給でき、成膜時に反応炉内の流量を常に一定
とすることにより、均一性のよい成膜を可能とした化合
物半導体の気相成長装置を提供することである。
その目的は、次の成膜に使用する有機金属ガスを即座に
反応炉に供給でき、成膜時に反応炉内の流量を常に一定
とすることにより、均一性のよい成膜を可能とした化合
物半導体の気相成長装置を提供することである。
【００１０】前記課題を解決するために、本発明の化合
物半導体の気相成長装置の第１の特徴は、図１に示す如
く、複数種類の有機金属ガスを合成でき、少なくとも１
種類以上の合成された所望の有機金属ガスを供給する１
つ以上の有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎと、前記有
機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの内、所定の有機金属
ガス供給系１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を当該弁群の開閉によ
り選択する第１の弁群１１−１〜１１−ｎと、前記第１
の弁群１１−１〜１１−ｎを連結して成る有機金属ガス
供給ライン３と、前記有機金属ガス供給系が前記有機金
属ガス供給ライン３へ前記有機金属ガスを供給している
間に、次に使用する所望の合成された有機金属ガスを供
給する有機金属ガス供給系を当該弁群の開閉により選択
する第２の弁群１２−１〜１２−ｎと、前記第２の弁群
１２−１〜１２−ｎを連結してなるベントライン５と、
前記有機金属ガス供給ライン３から順次供給される合成
された所望の前記有機金属ガスにより異種の薄膜を連続
的に成長させる反応炉７とを有する。そして、合成され
た所望の前記有機金属ガスを、前記有機金属ガス供給系
から前記第１の弁群１１−１〜１１−ｎと前記有機金属
ガス供給ライン３とを介して前記反応炉７へ供給してい
る間に、前記第２の弁群１２−１〜１２−ｎと前記ベン
トライン５とを介して、前記有機金属ガス供給系から、
次に使用する予定の合成された所望の前記有機金属ガス
を供給して当該有機金属ガスの流量、ガス圧を所望の値
に設定しておき、前記有機金属ガスの切り替え時には、
次に使用する前記有機金属ガスを、時間差を置くことな
く前記反応炉７へ供給することを特徴とする。
物半導体の気相成長装置の第１の特徴は、図１に示す如
く、複数種類の有機金属ガスを合成でき、少なくとも１
種類以上の合成された所望の有機金属ガスを供給する１
つ以上の有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎと、前記有
機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの内、所定の有機金属
ガス供給系１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を当該弁群の開閉によ
り選択する第１の弁群１１−１〜１１−ｎと、前記第１
の弁群１１−１〜１１−ｎを連結して成る有機金属ガス
供給ライン３と、前記有機金属ガス供給系が前記有機金
属ガス供給ライン３へ前記有機金属ガスを供給している
間に、次に使用する所望の合成された有機金属ガスを供
給する有機金属ガス供給系を当該弁群の開閉により選択
する第２の弁群１２−１〜１２−ｎと、前記第２の弁群
１２−１〜１２−ｎを連結してなるベントライン５と、
前記有機金属ガス供給ライン３から順次供給される合成
された所望の前記有機金属ガスにより異種の薄膜を連続
的に成長させる反応炉７とを有する。そして、合成され
た所望の前記有機金属ガスを、前記有機金属ガス供給系
から前記第１の弁群１１−１〜１１−ｎと前記有機金属
ガス供給ライン３とを介して前記反応炉７へ供給してい
る間に、前記第２の弁群１２−１〜１２−ｎと前記ベン
トライン５とを介して、前記有機金属ガス供給系から、
次に使用する予定の合成された所望の前記有機金属ガス
を供給して当該有機金属ガスの流量、ガス圧を所望の値
に設定しておき、前記有機金属ガスの切り替え時には、
次に使用する前記有機金属ガスを、時間差を置くことな
く前記反応炉７へ供給することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の第２の特徴は、請求項１に
記載の化合物半導体の気相成長装置において、前記有機
金属ガス供給系１−１〜１−ｎは、複数種の有機金属ガ
スを合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量
のキャリアガスを供給する流量補償ライン９−１〜９−
ｎを具備し、前記流量補償ライン９−１〜９−ｎは、第
３の弁群１３−１〜１３−ｎ及び第４の弁群１４−１〜
１４−ｎを介して、それぞれ前記有機金属ガス供給ライ
ン３及び前記ベントライン５に連結されることである。
記載の化合物半導体の気相成長装置において、前記有機
金属ガス供給系１−１〜１−ｎは、複数種の有機金属ガ
スを合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量
のキャリアガスを供給する流量補償ライン９−１〜９−
ｎを具備し、前記流量補償ライン９−１〜９−ｎは、第
３の弁群１３−１〜１３−ｎ及び第４の弁群１４−１〜
１４−ｎを介して、それぞれ前記有機金属ガス供給ライ
ン３及び前記ベントライン５に連結されることである。
【００１２】
【作用】本発明の第１の特徴の化合物半導体の気相成長
装置では、図１に示す如く、有機金属を使用する有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）で異種の薄膜を連続的に
成長させる場合に、各有機金属ガス供給系１−１〜１−
ｎで複数種の有機金属ガスを合成して１つの供給ライン
とし、これら有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの供給
ライン８−１〜８−ｎを第１の弁群１１−１〜１１−ｎ
で連結して有機金属ガス供給ライン３を構成する。ま
た、有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの供給ライン８
−１〜８−ｎを第２の弁群１２−１〜１２−ｎで連結し
てベントライン５を構成する。
装置では、図１に示す如く、有機金属を使用する有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）で異種の薄膜を連続的に
成長させる場合に、各有機金属ガス供給系１−１〜１−
ｎで複数種の有機金属ガスを合成して１つの供給ライン
とし、これら有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの供給
ライン８−１〜８−ｎを第１の弁群１１−１〜１１−ｎ
で連結して有機金属ガス供給ライン３を構成する。ま
た、有機金属ガス供給系１−１〜１−ｎの供給ライン８
−１〜８−ｎを第２の弁群１２−１〜１２−ｎで連結し
てベントライン５を構成する。
【００１３】ある層の成膜時には、所定の有機金属ガス
供給系１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、有機金属ガス供給ライ
ン３の第１の弁群１１−１〜１１−ｎの開閉により選択
して、反応炉７に供給して成長させる。同時に、次に使
用する有機金属ガス供給系１−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）を、第
２の弁群１２−１〜１２−ｎの開閉により選択して、ベ
ントライン５に流しておく。次の層の成膜に移る時点
で、予めベントライン５に流していた有機金属ガス供給
系１−ｊからの有機金属ガスを、第１の弁群１１−１〜
１１−ｎ及び第２の弁群１２−１〜１２−ｎの開閉によ
り、有機金属ガス供給ライン３を介して反応炉７に供給
する。またこの時、更に次に使用する有機金属ガス供給
系１−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）をベントライン５に流してお
く。
供給系１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、有機金属ガス供給ライ
ン３の第１の弁群１１−１〜１１−ｎの開閉により選択
して、反応炉７に供給して成長させる。同時に、次に使
用する有機金属ガス供給系１−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）を、第
２の弁群１２−１〜１２−ｎの開閉により選択して、ベ
ントライン５に流しておく。次の層の成膜に移る時点
で、予めベントライン５に流していた有機金属ガス供給
系１−ｊからの有機金属ガスを、第１の弁群１１−１〜
１１−ｎ及び第２の弁群１２−１〜１２−ｎの開閉によ
り、有機金属ガス供給ライン３を介して反応炉７に供給
する。またこの時、更に次に使用する有機金属ガス供給
系１−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）をベントライン５に流してお
く。
【００１４】これにより、次の成膜に使用する有機金属
ガスを即座に反応炉に供給でき、均一性のよい成膜が可
能となる。
ガスを即座に反応炉に供給でき、均一性のよい成膜が可
能となる。
【００１５】また、本発明の第２の特徴の化合物半導体
の気相成長装置では、各有機金属ガス供給系１−１〜１
−ｎに、専用の流量補償ライン９−１〜９−ｎを並列に
備え、ある有機金属ガス供給系１−ｉから有機金属ガス
供給ライン３に供給している時には、他の有機金属ガス
供給系１−ｈ（ｈ≠ｉ）の流量補償ライン９−ｈから、
該有機金属ガス供給系１−ｈ内で複数種の有機金属ガス
を合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量の
キャリアガスを供給するようにしている。
の気相成長装置では、各有機金属ガス供給系１−１〜１
−ｎに、専用の流量補償ライン９−１〜９−ｎを並列に
備え、ある有機金属ガス供給系１−ｉから有機金属ガス
供給ライン３に供給している時には、他の有機金属ガス
供給系１−ｈ（ｈ≠ｉ）の流量補償ライン９−ｈから、
該有機金属ガス供給系１−ｈ内で複数種の有機金属ガス
を合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量の
キャリアガスを供給するようにしている。
【００１６】これにより、反応炉７内の全流量を常に一
定にすることができ、均一性のよい成膜が可能となり、
また特性の良好な集積回路を生成できる。
定にすることができ、均一性のよい成膜が可能となり、
また特性の良好な集積回路を生成できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１８】図２に本発明の一実施例に係る化合物半導
体の気相成長装置の構成図を示す。
体の気相成長装置の構成図を示す。
【００１９】同図において、本実施例の化合物半導体の
気相成長装置は、複数種の有機金属ガスを合成して供給
する第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び１−
２と、第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び１
−２の内、所定の系１−ｉ（ｉ＝１，２）を当該弁群の
開閉により選択する第１の弁群１１−１及び１１−２
と、第１の弁群１１−１及び１１−２（正確には、第１
の弁群１１−１及び１１−２、並びに第３の弁群１３−
１及び１３−２）を連結して成る有機金属ガス供給ライ
ン３と、第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び
１−２の内、次に使用する系１−ｊ（ｊ＝１，２）を当
該弁群の開閉により選択する第２の弁群１２−１及び１
２−２と、第２の弁群１２−１及び１２−２９（正確に
は、第２の弁群１２−１及び１２−２並びに第４の弁群
１４−１及び１４−２）を連結して成るベントライン５
と、有機金属ガス供給ライン３から供給される有機金属
ガスにより異種の薄膜を連続的に成長させる反応炉７
と、キャリアガス供給源（図示せず）からキャリアガス
（水素；Ｈ2 ）を供給するキャリアガス供給ライン２１
と、ＰＨ3 （ホスフィン）ガス及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）ガスを反応炉７に供給する供給ライン２２とから構
成されている。尚、供給ライン２２は有機金属ガス供給
ライン３に連結されて１本化して反応炉７に供給する構
成となっている。
気相成長装置は、複数種の有機金属ガスを合成して供給
する第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び１−
２と、第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び１
−２の内、所定の系１−ｉ（ｉ＝１，２）を当該弁群の
開閉により選択する第１の弁群１１−１及び１１−２
と、第１の弁群１１−１及び１１−２（正確には、第１
の弁群１１−１及び１１−２、並びに第３の弁群１３−
１及び１３−２）を連結して成る有機金属ガス供給ライ
ン３と、第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１及び
１−２の内、次に使用する系１−ｊ（ｊ＝１，２）を当
該弁群の開閉により選択する第２の弁群１２−１及び１
２−２と、第２の弁群１２−１及び１２−２９（正確に
は、第２の弁群１２−１及び１２−２並びに第４の弁群
１４−１及び１４−２）を連結して成るベントライン５
と、有機金属ガス供給ライン３から供給される有機金属
ガスにより異種の薄膜を連続的に成長させる反応炉７
と、キャリアガス供給源（図示せず）からキャリアガス
（水素；Ｈ2 ）を供給するキャリアガス供給ライン２１
と、ＰＨ3 （ホスフィン）ガス及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）ガスを反応炉７に供給する供給ライン２２とから構
成されている。尚、供給ライン２２は有機金属ガス供給
ライン３に連結されて１本化して反応炉７に供給する構
成となっている。
【００２０】第１及び第２の有機金属ガス供給系１−１
及び１−２は、複数種の有機金属ガスを合成するために
必要なキャリアガス流量と同一流量となるようマスフロ
ーコントローラ４４及び４７によって制御されて、キャ
リアガスを供給する流量補償ライン９−１及び９−２を
具備し、流量補償ライン９−１及び９−２は、第３の弁
群１３−１及び１３−２、並びに第４の弁群１４−１及
び１４−２を介して、それぞれ有機金属ガス供給ライン
３及びベントライン５に連結されている。
及び１−２は、複数種の有機金属ガスを合成するために
必要なキャリアガス流量と同一流量となるようマスフロ
ーコントローラ４４及び４７によって制御されて、キャ
リアガスを供給する流量補償ライン９−１及び９−２を
具備し、流量補償ライン９−１及び９−２は、第３の弁
群１３−１及び１３−２、並びに第４の弁群１４−１及
び１４−２を介して、それぞれ有機金属ガス供給ライン
３及びベントライン５に連結されている。
【００２１】第１の有機金属ガス供給系１−１は、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ膜用の有機金属ガス供給系であり、バブラー
容器５１、５２、及び５３には、それぞれＴＭＧ（トリ
メチルガリウム）、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、
及びＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）が蓄えられてお
り、１次側には、それぞれマスフローコントローラ４
１、４２、及び４３から所定流量に制御されたキャリア
ガスが供給され、２次側は連結されて供給ライン８−１
として第１の弁１１−１に接続している。尚、流量補償
ライン９−１のマスフローコントローラ４４の制御によ
るキャリアガス流量は、マスフローコントローラ４１、
４２、及び４３から供給される流量Ａ、Ｂ、及びＣの合
計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に設定されている。
ＧａＡｌＰ膜用の有機金属ガス供給系であり、バブラー
容器５１、５２、及び５３には、それぞれＴＭＧ（トリ
メチルガリウム）、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、
及びＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）が蓄えられてお
り、１次側には、それぞれマスフローコントローラ４
１、４２、及び４３から所定流量に制御されたキャリア
ガスが供給され、２次側は連結されて供給ライン８−１
として第１の弁１１−１に接続している。尚、流量補償
ライン９−１のマスフローコントローラ４４の制御によ
るキャリアガス流量は、マスフローコントローラ４１、
４２、及び４３から供給される流量Ａ、Ｂ、及びＣの合
計値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に設定されている。
【００２２】また、第２の有機金属ガス供給系１−２
は、ＩｎＧａＰ膜用の有機金属ガス供給系であり、バブ
ラー容器５４及び５５には、それぞれＴＭＩ（トリメチ
ルインジウム）及びＴＭＧ（トリメチルガリウム）が蓄
えられており、１次側には、それぞれマスフローコント
ローラ４４及び４５から所定流量に制御されたキャリア
ガスが供給され、２次側は連結されて供給ライン８−２
として第１の弁１１−２に接続している。尚、流量補償
ライン９−２のマスフローコントローラ４７の制御によ
るキャリアガス流量は、マスフローコントローラ４５及
び４６から供給される流量Ｄ及びＥの合計値（Ｄ＋Ｅ）
に設定されている。
は、ＩｎＧａＰ膜用の有機金属ガス供給系であり、バブ
ラー容器５４及び５５には、それぞれＴＭＩ（トリメチ
ルインジウム）及びＴＭＧ（トリメチルガリウム）が蓄
えられており、１次側には、それぞれマスフローコント
ローラ４４及び４５から所定流量に制御されたキャリア
ガスが供給され、２次側は連結されて供給ライン８−２
として第１の弁１１−２に接続している。尚、流量補償
ライン９−２のマスフローコントローラ４７の制御によ
るキャリアガス流量は、マスフローコントローラ４５及
び４６から供給される流量Ｄ及びＥの合計値（Ｄ＋Ｅ）
に設定されている。
【００２３】先ず、ＩｎＧａＰ成膜時には、予めベント
ライン５に流していたＴＭＩ（流量Ｄ）及びＴＭＧ（流
量Ｅ）を、第１の弁１１−２及び第２の弁１２−２を切
り換えることにより、供給ライン８−２から、第１の弁
１１−２、ライン６１、及び第３の弁１３−２を経由す
る有機金属ガス供給ライン３を介して反応炉７に供給す
る。
ライン５に流していたＴＭＩ（流量Ｄ）及びＴＭＧ（流
量Ｅ）を、第１の弁１１−２及び第２の弁１２−２を切
り換えることにより、供給ライン８−２から、第１の弁
１１−２、ライン６１、及び第３の弁１３−２を経由す
る有機金属ガス供給ライン３を介して反応炉７に供給す
る。
【００２４】同時に、第１の有機金属ガス供給系１−１
の流量補償ライン９−１からは、マスフローコントロー
ラ４４の制御によるキャリアガス（流量Ａ＋Ｂ＋Ｃ）
を、第３の弁１３−１を介して有機金属ガス供給ライン
３に合流させる。尚、ＰＨ3 ガスも同時に供給ライン２
２を通して有機金属ガス供給ライン３に合流され、反応
炉７では半導体基板７１にＩｎＧａＰ膜を気相成長させ
る。
の流量補償ライン９−１からは、マスフローコントロー
ラ４４の制御によるキャリアガス（流量Ａ＋Ｂ＋Ｃ）
を、第３の弁１３−１を介して有機金属ガス供給ライン
３に合流させる。尚、ＰＨ3 ガスも同時に供給ライン２
２を通して有機金属ガス供給ライン３に合流され、反応
炉７では半導体基板７１にＩｎＧａＰ膜を気相成長させ
る。
【００２５】更にこの時、次に成膜すべきＩｎＧａＡｌ
Ｐ膜用の第１の有機金属ガス供給系１−１から、ＴＭＧ
（流量Ａ）、ＴＭＩ（流量Ｂ）、及びＴＭＡ（流量Ｃ）
を、第１の弁１１−１及び第２の弁１２−１を介してベ
ントライン５に流しておく。
Ｐ膜用の第１の有機金属ガス供給系１−１から、ＴＭＧ
（流量Ａ）、ＴＭＩ（流量Ｂ）、及びＴＭＡ（流量Ｃ）
を、第１の弁１１−１及び第２の弁１２−１を介してベ
ントライン５に流しておく。
【００２６】次に、ＩｎＧａＡｌＰ成膜に移ると、同様
にして、予めベントライン５に流していたＩｎＧａＡｌ
Ｐ膜用の第１の有機金属ガスを、また第２の有機金属ガ
ス供給系１−２の流量補償ライン９−２からマスフロー
コントローラ４７の制御によるキャリアガス（流量Ｄ＋
Ｅ）を、更に供給ライン２２からＰＨ3 ガスを、有機金
属ガス供給ライン３に合流させて反応炉７に供給し、半
導体基板７１にＩｎＧａＡｌＰ膜を気相成長させる。
にして、予めベントライン５に流していたＩｎＧａＡｌ
Ｐ膜用の第１の有機金属ガスを、また第２の有機金属ガ
ス供給系１−２の流量補償ライン９−２からマスフロー
コントローラ４７の制御によるキャリアガス（流量Ｄ＋
Ｅ）を、更に供給ライン２２からＰＨ3 ガスを、有機金
属ガス供給ライン３に合流させて反応炉７に供給し、半
導体基板７１にＩｎＧａＡｌＰ膜を気相成長させる。
【００２７】尚、本実施例では、ＩｎＧａＡｌＰ膜用及
びＩｎＧａＰ膜用の第１及び第２の有機金属ガス供給系
１−１及び１−２を例に説明したが、これに限らず、成
長させる薄膜の種類に応じて有機金属ガス供給系１−１
〜１−ｎを構成し、これを第１の弁群１１−１〜１１−
ｎ及び第３の弁群１３−１〜１３−ｎを介して有機金属
ガス供給ライン３に連結し、また、第２の弁群１２−１
〜１２−ｎ及び第４の弁群１４−１〜１４−ｎを介して
ベントライン５に連結して化合物半導体の気相成長装置
を構成すれば、種々の化合物半導体の気相成長を行なう
ことができる。
びＩｎＧａＰ膜用の第１及び第２の有機金属ガス供給系
１−１及び１−２を例に説明したが、これに限らず、成
長させる薄膜の種類に応じて有機金属ガス供給系１−１
〜１−ｎを構成し、これを第１の弁群１１−１〜１１−
ｎ及び第３の弁群１３−１〜１３−ｎを介して有機金属
ガス供給ライン３に連結し、また、第２の弁群１２−１
〜１２−ｎ及び第４の弁群１４−１〜１４−ｎを介して
ベントライン５に連結して化合物半導体の気相成長装置
を構成すれば、種々の化合物半導体の気相成長を行なう
ことができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各有機金
属ガス供給系で複数種の有機金属ガスを合成して１つの
供給ラインとし、これら有機金属ガス供給系の供給ライ
ンを第１の弁群で連結して有機金属ガス供給ラインを構
成し、また有機金属ガス供給系の供給ラインを第２の弁
群で連結してベントラインを構成し、ある層の成膜時に
は、所定の有機金属ガス供給系を、有機金属ガス供給ラ
インの第１の弁群の開閉により選択して反応炉に供給
し、同時に、次に使用する有機金属ガス供給系を第２の
弁群の開閉により選択してベントラインに流しておき、
次の層の成膜に移る時点で、第１の弁群及び第２の弁群
の開閉により、ベントライン５に予め流していた有機金
属ガスを、有機金属ガス供給ラインを介して反応炉に供
給することとしたので、次の成膜に使用する有機金属ガ
スを即座に反応炉に供給でき、均一性のよい成膜が可能
な化合物半導体の気相成長装置を提供することができ
る。
属ガス供給系で複数種の有機金属ガスを合成して１つの
供給ラインとし、これら有機金属ガス供給系の供給ライ
ンを第１の弁群で連結して有機金属ガス供給ラインを構
成し、また有機金属ガス供給系の供給ラインを第２の弁
群で連結してベントラインを構成し、ある層の成膜時に
は、所定の有機金属ガス供給系を、有機金属ガス供給ラ
インの第１の弁群の開閉により選択して反応炉に供給
し、同時に、次に使用する有機金属ガス供給系を第２の
弁群の開閉により選択してベントラインに流しておき、
次の層の成膜に移る時点で、第１の弁群及び第２の弁群
の開閉により、ベントライン５に予め流していた有機金
属ガスを、有機金属ガス供給ラインを介して反応炉に供
給することとしたので、次の成膜に使用する有機金属ガ
スを即座に反応炉に供給でき、均一性のよい成膜が可能
な化合物半導体の気相成長装置を提供することができ
る。
【００２９】また、本発明によれば、各有機金属ガス供
給系に専用の流量補償ラインを並列に備え、ある有機金
属ガス供給系から有機金属ガス供給ラインに供給してい
る時には、他の有機金属ガス供給系の流量補償ラインか
ら、該有機金属ガス供給系内で複数種の有機金属ガスを
合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量のキ
ャリアガスを供給することとしたので、反応炉内の全流
量を常に一定にすることができ、均一性のよい成膜が可
能となり、また特性の良好な集積回路を生成しうる化合
物半導体の気相成長装置を提供することができる。
給系に専用の流量補償ラインを並列に備え、ある有機金
属ガス供給系から有機金属ガス供給ラインに供給してい
る時には、他の有機金属ガス供給系の流量補償ラインか
ら、該有機金属ガス供給系内で複数種の有機金属ガスを
合成するために必要なキャリアガス流量と同一流量のキ
ャリアガスを供給することとしたので、反応炉内の全流
量を常に一定にすることができ、均一性のよい成膜が可
能となり、また特性の良好な集積回路を生成しうる化合
物半導体の気相成長装置を提供することができる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の一実施例に係る化合物半導体の気相成
長装置の構成図である。
長装置の構成図である。
【図３】従来の化合物半導体の気相成長装置の構成図で
ある。
ある。
１−１〜１−ｎ 有機金属ガス供給系 １−１，１−２ 第１、第２の有機金属ガス供給系 ３ 有機金属ガス供給ライン ５ ベントライン ７ 反応炉 ８−１〜８−ｎ 供給ライン ９−１〜９−ｎ 流量補償ライン １１−１〜１１−ｎ 第１の弁群 １２−１〜１２−ｎ 第２の弁群 １３−１〜１３−ｎ 第３の弁群 １４−１〜１４−ｎ 第４の弁群 ２１ キャリアガス供給ライン Ｈ2 キャリアガス（水素ガス） ２２ 供給ライン ＰＨ3 ホスフィンガス ＡｓＨ3 アルシンガス ４１〜４７ マスフローコントローラ ５１〜５５ バブラー容器 ＴＭＧ トリメチルガリウム ＴＭＩ トリメチルインジウム ＴＭＡ トリメチルアルミニウム ６１〜６８ ライン ７１ 半導体基板 ７２ ＲＦコイル １０１〜１０５ バブラー容器 １１１〜１１６ マスフローコントローラ １２１〜１２５ 弁 １３１ 反応炉 １４１ ＰＨ3 ライン及びＡｓＨ3 ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓑星 富夫 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１ 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭63−90121（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205
Claims (2)
- 【請求項１】 複数種類の有機金属ガスを合成でき、少
なくとも１種類以上の合成された所望の有機金属ガスを
供給する１つ以上の有機金属ガス供給系と、 前記有機金属ガス供給系の内、所定の有機金属ガス供給
系を当該弁群の開閉により選択する第１の弁群と、 前記第１の弁群を連結して成る有機金属ガス供給ライン
と、前記有機金属ガス供給系が前記有機金属ガス供給ライン
へ前記有機金属ガスを供給している間に、 次に使用する
所望の合成された有機金属ガスを供給する有機金属ガス
供給系を当該弁群の開閉により選択する第２の弁群と、 前記第２の弁群を連結してなるベントラインと、 前記有機金属ガス供給ラインから順次供給される合成さ
れた所望の前記有機金属ガスにより異種の薄膜を連続的
に成長させる反応炉とを有し、合成された所望の前記有機金属ガスを、前記有機金属ガ
ス供給系から前記第１の弁群と前記有機金属ガス供給ラ
インとを介して前記反応炉へ供給している間に、前記第
２の弁群と前記ベントラインとを介して、前記有機金属
ガス供給系から、次に使用する予定の合成された所望の
前記有機金属ガスを供給して、当該有機金属ガスの流
量、ガス圧を所望の値に設定しておき、前記有機金属ガ
スの切り替え時には、次に使用する前記有機金属ガス
を、時間差を置くことなく前記反応炉へ供給することを
特徴とする化合物半導体の気相成長装置。 - 【請求項２】 前記有機金属ガス供給系は、複数種類の
有機金属ガスを合成するために必要なキャリアガス流量
と同一流量のキャリアガスを供給する流量補償ラインを
有し、 前記流量補償ラインは、第３の弁群及び第４の弁群を介
して、それぞれ前記有機金属ガス供給ライン及び前記ベ
ントラインに連結されることを特徴とする請求項１に記
載の化合物半導体の気相成長装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04158043A JP3124376B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 化合物半導体の気相成長装置 |
| KR1019930010945A KR960012572B1 (ko) | 1992-06-17 | 1993-06-16 | 화합물 반도체의 기상 성장 장치 |
| US08/858,574 US5866198A (en) | 1992-06-17 | 1997-05-19 | Method of fabricating a compound semiconductor having a plurality of layers using a flow compensation technique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04158043A JP3124376B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 化合物半導体の気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065521A JPH065521A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3124376B2 true JP3124376B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15663045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04158043A Expired - Fee Related JP3124376B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 化合物半導体の気相成長装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5866198A (ja) |
| JP (1) | JP3124376B2 (ja) |
| KR (1) | KR960012572B1 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US10408742B2 (en) | 2014-11-23 | 2019-09-10 | Fujikin Incorporated | Optical gas concentration measuring method by forming a differential signal using lights with different absorbabilities to a raw material in a gas flow path using a time-sharing method |
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| WO2007016013A2 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Applied Materials, Inc. | Unique passivation technique for a cvd blocker plate to prevent particle formation |
| JP2007211326A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Nec Electronics Corp | 成膜装置および成膜方法 |
| US7976671B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-07-12 | Applied Materials, Inc. | Mask etch plasma reactor with variable process gas distribution |
| US20080099437A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Richard Lewington | Plasma reactor for processing a transparent workpiece with backside process endpoint detection |
| US9218944B2 (en) * | 2006-10-30 | 2015-12-22 | Applied Materials, Inc. | Mask etch plasma reactor having an array of optical sensors viewing the workpiece backside and a tunable element controlled in response to the optical sensors |
| US8017029B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-09-13 | Applied Materials, Inc. | Plasma mask etch method of controlling a reactor tunable element in accordance with the output of an array of optical sensors viewing the mask backside |
| US8012366B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-09-06 | Applied Materials, Inc. | Process for etching a transparent workpiece including backside endpoint detection steps |
| US8002946B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-08-23 | Applied Materials, Inc. | Mask etch plasma reactor with cathode providing a uniform distribution of etch rate |
| US7967930B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-06-28 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor for processing a workpiece and having a tunable cathode |
| CN102224571A (zh) * | 2008-11-21 | 2011-10-19 | 国立大学法人长冈技术科学大学 | 基板处理方法以及基板处理装置 |
| JP5634216B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2014-12-03 | 株式会社アルバック | ガス供給システム |
| JP2012199511A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-10-18 | Stanley Electric Co Ltd | 気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP6109657B2 (ja) * | 2013-07-08 | 2017-04-05 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置および気相成長方法 |
| TW201634738A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-10-01 | 應用材料股份有限公司 | 用於在空間上分離之原子層沉積腔室的經改良注射器 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS60136038A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 光情報読取装置用フオ−カスレンズの制御装置 |
| US4801474A (en) * | 1986-01-14 | 1989-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming thin film multi-layer structure member |
| US4877650A (en) * | 1986-03-31 | 1989-10-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming deposited film |
| US4761269A (en) * | 1986-06-12 | 1988-08-02 | Crystal Specialties, Inc. | Apparatus for depositing material on a substrate |
| US5200388A (en) * | 1988-05-13 | 1993-04-06 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Metalorganic chemical vapor deposition of superconducting films |
| US4911101A (en) * | 1988-07-20 | 1990-03-27 | General Electric Company | Metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) apparatus |
| JP2831667B2 (ja) * | 1988-12-14 | 1998-12-02 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JPH02184019A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 気相成長装置 |
| EP0387456B1 (en) * | 1989-02-10 | 1993-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for vapor-phase growth of an oxide thin film |
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1992
- 1992-06-17 JP JP04158043A patent/JP3124376B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-16 KR KR1019930010945A patent/KR960012572B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-19 US US08/858,574 patent/US5866198A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10408742B2 (en) | 2014-11-23 | 2019-09-10 | Fujikin Incorporated | Optical gas concentration measuring method by forming a differential signal using lights with different absorbabilities to a raw material in a gas flow path using a time-sharing method |
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| KR960012572B1 (ko) | 1996-09-23 |
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| JPH065521A (ja) | 1994-01-14 |
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