JP3219184B2 - Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy - Google Patents

Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy

Info

Publication number
JP3219184B2
JP3219184B2 JP21591095A JP21591095A JP3219184B2 JP 3219184 B2 JP3219184 B2 JP 3219184B2 JP 21591095 A JP21591095 A JP 21591095A JP 21591095 A JP21591095 A JP 21591095A JP 3219184 B2 JP3219184 B2 JP 3219184B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic metal
organometallic
gas
bubbler
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21591095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0963965A (en
Inventor
松幸 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP21591095A priority Critical patent/JP3219184B2/en
Publication of JPH0963965A publication Critical patent/JPH0963965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3219184B2 publication Critical patent/JP3219184B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はIII-V 族化合物半導
体の結晶成長に利用される有機金属供給装置および有機
金属気相成長装置に関する。特に原料である有機金属ガ
スの安定な供給を確保するための有機金属供給装置、ま
た複数の原料の供給比を安定に保つことができる有機金
属気相成長装置に関する。
The present invention relates to an organometallic supply apparatus and an organometallic vapor phase epitaxy apparatus used for crystal growth of III-V compound semiconductors. In particular, the present invention relates to an organic metal supply apparatus for ensuring stable supply of an organic metal gas as a raw material, and to an organic metal vapor phase epitaxy apparatus capable of maintaining a stable supply ratio of a plurality of raw materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機金属(有機金属化合物)を原料とす
る有機金属気相成長法(MOVPE)は、III-V 族化合
物半導体結晶の成長法として広く用いられている。有機
金属気相成長法においては、III 族原料であるIn,G
a,Alを有機金属ガスの形態で反応管に供給する。そ
の有機金属を供給するものが、有機金属供給装置であ
る。また、V族原料は水素化物ガスの形態で供給する。
2. Description of the Related Art Metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) using an organic metal (organometallic compound) as a raw material is widely used as a method for growing a group III-V compound semiconductor crystal. In the metal organic chemical vapor deposition method, In, G, which is a group III raw material, is used.
a, Al are supplied to the reaction tube in the form of an organic metal gas. What supplies the organic metal is an organic metal supply device. The group V raw material is supplied in the form of a hydride gas.

【0003】図7を参照して従来の有機金属供給装置1
について説明する。有機金属原料2を充填したバブラー
3を恒温槽4に浸けて、バブラーの温度を一定に保つこ
とにより有機金属の蒸気圧を一定値に保つようにしてい
る。多くの有機金属は、室温付近で液体であるため、マ
スフローコントローラ5で所定の流量のキャリアガス
(主に水素を用いる)をバブラー内に供給し、バブリン
グさせることによりキャリアガス中に有機金属の蒸気を
混合する。この混合したガスを反応管に供給する。実際
の操作では、反応管に原料を供給しない時、例えばパー
ジの時、はエアバルブ9aを開いてエアバルブ9b,9
cを閉じ、原料を供給する時は逆にエアバルブ9aを閉
じ、9b,9cを開く。バブラー内の圧力は隔膜式の圧
力計6により検出され、コントロールバルブ7により所
定の圧力に保たれるように圧力制御装置8により制御さ
れている。単位時間あたりの有機金属ガスの供給量は、
恒温槽の温度により決まる有機金属の蒸気圧と、バブラ
ー内の圧力、およびバブラーに流入するキャリアガスの
量により決まる。現在市販されているマスフローコント
ローラの流量は、環境変化に対し非常に安定性が良いた
め、有機金属ガスの安定供給を妨げる要因は、主にバブ
ラー内の有機金属ガスの蒸気圧変動であると考えられて
いる。実際、バブラー内の有機金属の状態によってはバ
ブラー内における有機金属の分圧が飽和蒸気圧に達しな
い場合もあり、また周囲温度の変化によりバブラーの温
度が変化し飽和蒸気圧の値が変動することもある。
Referring to FIG. 7, a conventional organic metal supply apparatus 1 is shown.
Will be described. The bubbler 3 filled with the organic metal raw material 2 is immersed in a constant temperature bath 4 to keep the temperature of the bubbler constant, thereby keeping the vapor pressure of the organic metal at a constant value. Since many organic metals are liquid at around room temperature, a predetermined flow rate of a carrier gas (mainly using hydrogen) is supplied into the bubbler by the mass flow controller 5 and bubbling is performed so that the vapor of the organic metal is contained in the carrier gas. Mix. This mixed gas is supplied to the reaction tube. In the actual operation, when the raw material is not supplied to the reaction tube, for example, at the time of purging, the air valve 9a is opened and the air valves 9b, 9b are opened.
When the material is supplied, the air valve 9a is closed, and 9b and 9c are opened. The pressure in the bubbler is detected by a diaphragm type pressure gauge 6 and controlled by a pressure control device 8 so as to be maintained at a predetermined pressure by a control valve 7. The supply amount of organometallic gas per unit time is
It is determined by the vapor pressure of the organic metal determined by the temperature of the thermostat, the pressure in the bubbler, and the amount of the carrier gas flowing into the bubbler. Since the flow rate of mass flow controllers currently on the market is very stable against environmental changes, it is considered that the factor hindering the stable supply of organometallic gas is mainly the fluctuation of the vapor pressure of organometallic gas in the bubbler. Have been. In fact, depending on the state of the organic metal in the bubbler, the partial pressure of the organic metal in the bubbler may not reach the saturated vapor pressure, and the temperature of the bubbler changes due to the change in the ambient temperature, and the value of the saturated vapor pressure fluctuates Sometimes.

【0004】図8を参照して他の有機金属原料の供給法
および供給装置11について説明する。インジウムリン
(InP)系の成長に用いられるIn原料であるトリメ
チルインジウム(TMI)は、室温付近で固体であるた
め、他の液体の有機金属原料に比べ供給量の変動が大き
く、問題となっていた。それは、最初針状結晶であった
ものが長期の使用により針状結晶同士が融合し、結晶の
表面積が変化し次第に小さくなって行くためである。キ
ャリアガスに接する表面積が充分大きくないと、温度で
決まる蒸気圧分だけ、キャリアガスに混合しなくなるた
め、供給量が低下する。その問題を解決するため、図2
のような、キャリアガスを使用せずに蒸気を直接マスフ
ローコントローラで制御する方法が行われている。恒温
槽4にTMI2Aを収容したバブラー3とマスフローコ
ントローラ4を入れて、80℃付近に保つ。マスフロー
コントローラは、出側に対し入側が所定の値だけ圧力差
がないと流量を制御できない。したがって、反応管の圧
力は、有機金属の蒸気圧以下に制限される。TMIの蒸
気圧は80℃において、高々50トールである。多く用
いられている有機金属気相成長装置の反応管内圧力は7
0から100トールの範囲であるから、図8の供給装置
を用いることは困難である。
Referring to FIG. 8, another method of supplying an organic metal raw material and a supply apparatus 11 will be described. Trimethylindium (TMI), which is an In material used for indium phosphide (InP) -based growth, is a solid at around room temperature, and therefore has a large fluctuation in the supply amount compared to other liquid organometallic materials, which is a problem. Was. This is because the needle-like crystals which were initially needle-like crystals are fused with each other over a long period of use, and the surface area of the crystals changes and gradually decreases. If the surface area in contact with the carrier gas is not sufficiently large, it will not mix with the carrier gas by the vapor pressure determined by the temperature, and the supply amount will decrease. To solve the problem,
A method of directly controlling steam with a mass flow controller without using a carrier gas has been used. The bubbler 3 containing the TMI2A and the mass flow controller 4 are put in a thermostat 4 and kept at about 80 ° C. The mass flow controller cannot control the flow rate unless there is a pressure difference between the outlet side and the inlet side by a predetermined value. Therefore, the pressure in the reaction tube is limited to the vapor pressure of the organometallic or less. The vapor pressure of TMI at 80 ° C. is at most 50 Torr. The pressure in the reaction tube of a metalorganic vapor phase epitaxy, which is widely used, is 7
Since it is in the range of 0 to 100 Torr, it is difficult to use the supply device of FIG.

【0005】次に有機金属気相成長装置について説明す
る。図9のように必要な原料の数だけ図7あるいは図8
の有機金属供給装置と、水素化物ガスのボンベ12a,
12bを持つ有機金属気相成長装置を用いて、配管14
を通して反応管15に原料を供給し、化合物半導体の成
長が行われている。図9には、それぞれバブラー3a,
3b,3c、恒温槽4a,4b,4c、マスフローコン
トローラ5a,5b,5c、圧力計6a,6b,6c、
コントロールバルブ7a,7b,7cおよび圧力制御装
置8a,8b,8cを有する供給装置1a,1b,1c
を示してある。エアバルブは図示を省略してある。水素
化物ガスの供給量は、マスフローコントローラ13a,
13bで行われる。化合物半導体膜の組成を制御するた
めには、各原料の供給量の比を制御する必要がある。従
来行われていた供給比を制御する方法は、各有機金属供
給装置および、水素化物ガスボンベについているマスフ
ローコントローラ5a〜5c,13a,13bの流量を
それぞれ所定の値に保つことである。恒温槽4a〜4c
を一定の温度に保ち、バブラー3a〜3c内の圧力を一
定の圧力に保てば、マスフローコントローラの流量に比
例する原料が供給される。
Next, a metal organic chemical vapor deposition apparatus will be described. As shown in FIG. 9, FIG. 7 or FIG.
And a hydride gas cylinder 12a,
Pipe 14 using a metalorganic vapor phase epitaxy apparatus having
The raw material is supplied to the reaction tube 15 through the reactor to grow the compound semiconductor. FIG. 9 shows a bubbler 3a,
3b, 3c, thermostats 4a, 4b, 4c, mass flow controllers 5a, 5b, 5c, pressure gauges 6a, 6b, 6c,
Supply devices 1a, 1b, 1c having control valves 7a, 7b, 7c and pressure controllers 8a, 8b, 8c
Is shown. The illustration of the air valve is omitted. The supply amount of the hydride gas depends on the mass flow controller 13a,
13b. In order to control the composition of the compound semiconductor film, it is necessary to control the ratio of the supply amounts of the respective raw materials. A conventional method of controlling the supply ratio is to maintain the flow rates of the respective organic metal supply devices and the mass flow controllers 5a to 5c, 13a, and 13b of the hydride gas cylinders at predetermined values. Constant temperature bath 4a-4c
Is maintained at a constant temperature and the pressure in the bubblers 3a to 3c is maintained at a constant pressure, so that a raw material proportional to the flow rate of the mass flow controller is supplied.

【0006】しかし、バブラー内の有機金属の状態によ
ってはバブラー内における有機金属の分圧が飽和蒸気圧
に達しない場合もあり、また周囲温度の変化により飽和
蒸気圧の値が変動することもあるため、供給比が変動す
る。また、配管の温度変化により、供給比が変動する。
However, depending on the state of the organic metal in the bubbler, the partial pressure of the organic metal in the bubbler may not reach the saturated vapor pressure, and the value of the saturated vapor pressure may fluctuate due to a change in the ambient temperature. Therefore, the supply ratio fluctuates. Further, the supply ratio fluctuates due to a change in the temperature of the pipe.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、有機金属の供給が安定な、有機金属供給装置を提供
することである。また第2の目的は、有機金属同士の供
給比が安定な有機金属気相成長装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to provide an organic metal supply apparatus in which the supply of organic metal is stable. A second object is to provide a metal organic chemical vapor deposition apparatus in which the supply ratio between organic metals is stable.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による有機金属供
給装置は、有機金属の入ったバブラー内の圧力を所定の
値に保ちつつ、該バブラー内においてキャリアガスをバ
ブリングすることにより該有機金属ガスを供給するガス
供給手段と、該バブラーの下流にあってキャリアガス中
の有機金属ガスの分圧を検出する分圧検出手段とを有す
る有機金属供給装置において、前記分圧検出手段からの
信号により前記ガス供給手段におけるバブラー内の圧力
を制御して、キャリアガス中の有機金属ガスの分圧を一
定に保つ手段を備えていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An organic metal supply apparatus according to the present invention is characterized in that a carrier gas is bubbled in a bubbler while the pressure inside the bubbler containing an organic metal is maintained at a predetermined value. Gas supply means, and a partial pressure detection means for detecting the partial pressure of the organic metal gas in the carrier gas downstream of the bubbler, wherein the signal from the partial pressure detection means The apparatus is characterized in that a means for controlling the pressure in the bubbler in the gas supply means to keep the partial pressure of the organic metal gas in the carrier gas constant.

【0009】さらに、有機金属供給装置は、有機金属の
入ったバブラー内の圧力を所定の値に保ちつつ、該バブ
ラー内においてキャリアガスをバブリングすることによ
り該有機金属ガスを供給するガス供給手段と、該バブラ
ーの下流にあってキャリアガス中の有機金属ガスの分圧
を検出する分圧検出手段とを有する有機金属供給装置に
おいて、前記分圧検出手段からの信号により前記ガス供
給手段におけるバブラー内に流入するキャリアガス流量
を制御して、単位時間あたりに供給される有機金属ガス
の流量を一定に保つ手段を備えていることを特徴とす
る。
Further, the organic metal supply device includes gas supply means for supplying the organic metal gas by bubbling a carrier gas in the bubbler while maintaining the pressure in the bubbler containing the organic metal at a predetermined value. A partial pressure detecting means downstream of the bubbler and detecting a partial pressure of the organic metal gas in the carrier gas, wherein a signal from the partial pressure detecting means controls the inside of the bubbler in the gas supplying means. And a means for controlling the flow rate of the carrier gas flowing into the device to keep the flow rate of the organometallic gas supplied per unit time constant.

【0010】ここで、分圧検出手段は超音波セルであっ
てもよく、分圧検出手段は四重極質量分析器であっても
よい。
Here, the partial pressure detecting means may be an ultrasonic cell, and the partial pressure detecting means may be a quadrupole mass analyzer.

【0011】本発明による有機金属気相成長装置は、そ
れぞれ有機金属の入ったバブラー内の圧力を所定の値に
保ちつつ、該バブラー内においてキャリアガスをバブリ
ングすることにより該有機金属ガスを供給する複数のガ
ス供給手段と、前記複数のガス供給手段から供給される
有機金属ガスを合流し反応管まで輸送する配管と、前記
配管に取り付けられて、キャリアガス中に含まれる複数
の有機金属ガスの分圧を検出する分圧検出手段とを有す
る有機金属気相成長装置において、それぞれの有機金属
ガスの分圧に応じて、対応する有機金属の入ったバブラ
ー内の圧力を制御する手段を備えていることを特徴とす
る。
The metalorganic vapor phase epitaxy apparatus according to the present invention supplies the organic metal gas by bubbling the carrier gas in the bubbler while maintaining the pressure in the bubbler containing the organic metal at a predetermined value. A plurality of gas supply means, a pipe for merging and transporting the organic metal gas supplied from the plurality of gas supply means to the reaction tube, and a plurality of organic metal gases contained in the carrier gas attached to the pipe; A metal-organic vapor phase epitaxy apparatus having a partial pressure detecting means for detecting a partial pressure, comprising means for controlling a pressure in a bubbler containing a corresponding organic metal according to a partial pressure of each organic metal gas. It is characterized by being.

【0012】さらに、有機金属気相成長装置は、それぞ
れ有機金属の入ったバブラー内の圧力を所定の値に保ち
つつ、該バブラー内においてキャリアガスをバブリング
することにより該有機金属ガスを供給する複数のガス供
給手段と、前記複数のガス供給手段から供給される有機
金属ガスを合流し反応管まで輸送する配管と、前記配管
に取り付けられ、キャリアガス中に含まれる複数の有機
金属ガスの分圧を検出する分圧検出手段とを有する有機
金属気相成長装置において、それぞれの有機金属ガスの
分圧に応じて、対応する有機金属の入ったバブラー内に
流入するキャリアガス流量を制御する手段を備えている
ことを特徴とする。
Further, the organic metal vapor phase epitaxy apparatus supplies a plurality of organic metal gases by bubbling a carrier gas in the bubbler while maintaining the pressure in the bubbler containing the organic metal at a predetermined value. A gas supply means, a pipe for merging and transporting the organic metal gases supplied from the plurality of gas supply means to the reaction tube, and a partial pressure of the plurality of organic metal gases contained in the carrier gas and attached to the pipe. And a means for controlling the flow rate of the carrier gas flowing into the bubbler containing the corresponding organometallic, according to the partial pressure of each organometallic gas. It is characterized by having.

【0013】ここで、分圧検出手段は四重極質量分析器
であってもよい。
Here, the partial pressure detecting means may be a quadrupole mass analyzer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明においては、前記第1の課
題を解決するため、バブラーから供給される有機金属ガ
スを含むキャリアガス内の有機金属ガスの分圧を検出
し、それを一定値に保つようにバブラー内の圧力を制御
する。また、バブラーから単位時間あたり供給される有
機金属ガスの量を一定値に保つように、バブラーに流入
するキャリアガス流量を制御する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, in order to solve the first problem, a partial pressure of an organic metal gas in a carrier gas containing an organic metal gas supplied from a bubbler is detected, and the detected partial pressure is set to a constant value. Control the pressure inside the bubbler to keep Further, the flow rate of the carrier gas flowing into the bubbler is controlled so that the amount of the organic metal gas supplied per unit time from the bubbler is maintained at a constant value.

【0015】前記第2の課題を解決するため、各バブラ
ーから供給される原料ガスが合流する配管において各原
料の分圧比を検出し、それに応じて各原料ガス供給手段
を制御する。
In order to solve the second problem, a partial pressure ratio of each raw material is detected in a pipe where raw gas supplied from each bubbler joins, and each raw gas supply means is controlled accordingly.

【0016】有機金属供給装置から供給される有機金属
ガスの供給量[s](mole/min.)は、次式で
表わされる。
The supply amount [s] (mole / min.) Of the organometallic gas supplied from the organometallic supply device is represented by the following equation.

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】ここでPs は有機金属ガスの飽和蒸気圧、
B はバブラー内の圧力、l(sccm)はキャリアガ
スの流量である(ただし、Ps ≪PB の近似を用い
た)。実際には、バブラー内の有機金属の状態によって
はバブラー内における有機金属の分圧が飽和蒸気圧に達
しない場合もあり、また周囲温度の変化により飽和蒸気
圧の値が変動することもある。このような変動があった
としても、バブラー内の圧力PB を調整しPs /PB
一定に保てば、有機金属の供給量[s]を一定に保つこ
とが可能であり、またバブラーに流入するキャリアガス
の流量lを調整してlPs を一定に保っても有機金属の
供給量[s]を一定に保つことが可能である。有機金属
ガスの分圧を測定する方法は、混合ガス中の超音波速度
がガスの混合比で変化する現象を利用した超音波セルを
用いる方法、四重極質量分析装置を用いる方法がある。
Where P s is the saturated vapor pressure of the organometallic gas,
P B is the pressure in the bubbler, and l (sccm) is the flow rate of the carrier gas (however, an approximation of P s ≪ P B was used). Actually, depending on the state of the organic metal in the bubbler, the partial pressure of the organic metal in the bubbler may not reach the saturated vapor pressure, or the value of the saturated vapor pressure may fluctuate due to a change in the ambient temperature. Even if such a fluctuation occurs, if the pressure P B in the bubbler is adjusted and P s / P B is kept constant, the supply amount [s] of the organic metal can be kept constant, and even keeping the lP s constant by adjusting the flow rate l of the carrier gas flowing into the bubbler is possible to keep the supply amount of the organic metal [s] constant. Methods for measuring the partial pressure of the organometallic gas include a method using an ultrasonic cell utilizing a phenomenon in which the ultrasonic velocity in the mixed gas changes according to the mixing ratio of the gas, and a method using a quadrupole mass spectrometer.

【0019】本発明の有機金属気相成長装置において、
反応管に流入するガス中の各原料ガスの分圧を測定し、
分圧の比が一定になるように、各有機金属供給装置の供
給量を制御するため、各有機金属の供給比が安定な有機
金属気相成長装置を提供することができる。有機金属ガ
スの分圧を測定する方法として、四重極質量分析装置を
用いる方法がある。各有機金属に対応する信号強度の比
が一定になるように、各有機金属供給装置の供給量を制
御する。
In the metal organic chemical vapor deposition apparatus of the present invention,
Measure the partial pressure of each source gas in the gas flowing into the reaction tube,
Since the supply amount of each organic metal supply device is controlled so that the ratio of the partial pressures becomes constant, it is possible to provide a metal organic chemical vapor deposition apparatus in which the supply ratio of each organic metal is stable. As a method for measuring the partial pressure of the organic metal gas, there is a method using a quadrupole mass spectrometer. The supply amount of each organic metal supply device is controlled so that the ratio of the signal intensity corresponding to each organic metal becomes constant.

【0020】[0020]

【実施例】実施例1 図1に本発明の第1の実施例を示す。有機金属供給装置
21は有機金属原料2を充填したバブラー3を恒温槽4
に浸けて、バブラーの温度を一定に保つことにより有機
金属の蒸気圧を一定値に保つようにしている。マスフロ
ーコントローラ5で所定の流量のキャリアガスをバブラ
ー内に供給し、バブリングさせることによりキャリアガ
ス中に有機金属の蒸気を混合する。混合したガスを反応
管に供給する。バブラー内の圧力は隔膜式の圧力計6に
より検出され、コントロールバルブ7により所定の圧力
に保たれるように制御装置22により制御されている。
バブラーの下流で、圧力計6とコントロールバルブ7の
間に分圧測定器23がある。混合ガス中の超音波速度が
ガスの混合比で変化する現象を利用して、ガスの分圧を
測定するものである。分圧の情報は制御装置22に送ら
れ、有機金属ガスの分圧が所定の値になるようにコント
ロールバルブ7によりバブラー3内の圧力を制御する。
この制御方法の特徴は、マスフローコントローラ5の流
量を変更せずに有機金属の供給量を制御できるため、反
応管に流入するキャリアガスの量が変化しないというこ
とである。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The organic metal supply device 21 converts the bubbler 3 filled with the organic metal raw material 2 into a constant temperature bath 4.
To maintain the vapor pressure of the organometallic at a constant value by keeping the temperature of the bubbler constant. The mass flow controller 5 supplies a predetermined flow rate of the carrier gas into the bubbler, and bubbling mixes the organic metal vapor into the carrier gas. The mixed gas is supplied to the reaction tube. The pressure in the bubbler is detected by a diaphragm type pressure gauge 6, and is controlled by a control device 22 so as to be maintained at a predetermined pressure by a control valve 7.
Downstream of the bubbler, between the manometer 6 and the control valve 7, there is a partial pressure measuring device 23. The partial pressure of the gas is measured by using the phenomenon that the ultrasonic velocity in the mixed gas changes with the mixing ratio of the gas. The information on the partial pressure is sent to the control device 22, and the pressure in the bubbler 3 is controlled by the control valve 7 so that the partial pressure of the organic metal gas becomes a predetermined value.
The feature of this control method is that the amount of the organic metal supplied can be controlled without changing the flow rate of the mass flow controller 5, so that the amount of the carrier gas flowing into the reaction tube does not change.

【0021】次に、原理について説明する。バブラーに
単位時間あたり流入する水素のモル数を[H2 ](mo
le/min.)とし、バブラー内で該水素に混入する
有機金属のモル数を[s](mole/min.)とす
ると、定常状態においては有機金属の蒸気圧とバブラー
内の全圧力との比Ps /PB は[s]/([s]+[H
2 ])と等しいことから、バブラーから供給される有機
金属ガスの供給量[s](mole/min.)は、次
式で表わされる。
Next, the principle will be described. The number of moles of hydrogen flowing into the bubbler per unit time is [H 2 ] (mo
le / min. ) And the number of moles of the organic metal mixed into the hydrogen in the bubbler is [s] (mole / min.), The ratio P s / of the vapor pressure of the organic metal to the total pressure in the bubbler in a steady state. P B is [s] / ([s] + [H
2 ]), the supply amount [s] (mole / min.) Of the organometallic gas supplied from the bubbler is represented by the following equation.

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】ただし、Ps ≪PB の近似を用いた。上記
の分圧測定器においては、Ps を測定することになる。
キャリアガスの流量はマスフローコントローラで制御さ
れているため、マスフローコントローラの流量を標準状
態の体積で除すと単位時間あたりに流入するモル数が得
られるから、キャリアガスの流量l(mole/mi
n.)に対しては次式が成り立つ。
However, an approximation of P s ≪P B was used. In the partial pressure measurement device described above, it will measure P s.
Since the flow rate of the carrier gas is controlled by the mass flow controller, the number of moles flowing per unit time can be obtained by dividing the flow rate of the mass flow controller by the volume in the standard state. Therefore, the flow rate l (mole / mi) of the carrier gas is obtained.
n. ), The following equation holds.

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】上式から明らかなように、有機金属の蒸気
圧とバブラー内の全圧力との比Ps/PB を一定に保て
ば、有機金属の供給量は一定に保たれる。何らかの原因
で有機金属の蒸気圧Ps が低下しても、バブラーの圧力
B を下げ、Ps /PB を一定に保つようにコントロー
ルバルブのコンダクタンスを制御すれば、有機金属の供
給量は一定に保たれる。実際、バブラー内の有機金属の
状態によってはバブラー内における有機金属の分圧が飽
和蒸気圧に達しない場合もあり、また周囲温度の変化に
よりバブラーの温度が変化し飽和蒸気圧の値が変動する
こともある。しかし、このような変動があったとして
も、有機金属の蒸気圧とバブラー内の全圧力との比Ps
/PB を一定に保てば、有機金属の供給量[s]を一定
に保つことが可能である。
As is clear from the above equation, if the ratio P s / P B between the vapor pressure of the organic metal and the total pressure in the bubbler is kept constant, the supply amount of the organic metal is kept constant. Even if the vapor pressure P s of the organic metal decreases for some reason, if the conductance of the control valve is controlled so as to lower the bubbler pressure P B and keep P s / P B constant, the supply amount of the organic metal becomes Be kept constant. In fact, depending on the state of the organic metal in the bubbler, the partial pressure of the organic metal in the bubbler may not reach the saturated vapor pressure, and the temperature of the bubbler changes due to the change in the ambient temperature, and the value of the saturated vapor pressure fluctuates Sometimes. However, even if there is such a variation, the ratio P s between the vapor pressure of the organometallic and the total pressure in the bubbler is obtained.
By keeping / P B constant, it is possible to keep the supply amount [s] of the organic metal constant.

【0026】実施例2 図2に本発明の第2の実施例を示す。有機金属供給装置
31は有機金属原料2を充填したバブラー3を恒温槽4
に浸けて、バブラーの温度を一定に保つことにより有機
金属の蒸気圧を一定値に保つようにしている。マスフロ
ーコントローラ5で所定の流量のキャリアガスをバブラ
ー内に供給し、バブリングさせることによりキャリアガ
ス中に有機金属の蒸気を混合する。混合したガスを反応
管に供給する。バブラー内の圧力は隔膜式の圧力計6に
より検出され、コントロールバルブ7により所定の圧力
に保たれるように圧力制御装置8により制御されてい
る。バブラーの下流で、圧力計6とコントロールバルブ
7の間に分圧測定器23がある。混合ガス中の超音波速
度がガスの混合比で変化する現象を利用して、ガスの分
圧を測定するものである。分圧の情報は制御装置22に
送られ、有機金属ガスの分圧とキャリアガス流量との積
が一定値を保つようにマスフローコントローラの流量を
制御する。この制御方法においては、有機金属ガスの供
給量は一定に保たれるものの、マスフローコントローラ
の流量が変化するため、反応管に流入するキャリアガス
の量が変化する。
Embodiment 2 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The organic metal supply device 31 converts the bubbler 3 filled with the organic metal raw material 2 into a constant temperature bath 4.
To maintain the vapor pressure of the organometallic at a constant value by keeping the temperature of the bubbler constant. The mass flow controller 5 supplies a predetermined flow rate of the carrier gas into the bubbler, and bubbling mixes the organic metal vapor into the carrier gas. The mixed gas is supplied to the reaction tube. The pressure in the bubbler is detected by a diaphragm type pressure gauge 6 and controlled by a pressure control device 8 so as to be maintained at a predetermined pressure by a control valve 7. Downstream of the bubbler, between the manometer 6 and the control valve 7, there is a partial pressure measuring device 23. The partial pressure of the gas is measured by using the phenomenon that the ultrasonic velocity in the mixed gas changes with the mixing ratio of the gas. The information on the partial pressure is sent to the control device 22 and controls the flow rate of the mass flow controller so that the product of the partial pressure of the organometallic gas and the flow rate of the carrier gas keeps a constant value. In this control method, the supply amount of the organic metal gas is kept constant, but the flow rate of the mass flow controller changes, so that the amount of the carrier gas flowing into the reaction tube changes.

【0027】先に説明した式(3)によれば、有機金属
の分圧Ps とバブラーに流入するキャリアガス流量lと
の積Ps lを一定に保てば、有機金属の供給量は一定に
保たれる。何らかの原因で有機金属の蒸気圧Ps が低下
しても、キャリアガス流量lを増加させ、lPs を一定
に保つようにマスフローコントローラの流量を制御すれ
ば、有機金属の供給量は一定に保たれる。実際、バブラ
ー内の有機金属の状態によってはバブラー内における有
機金属の分圧が飽和蒸気圧に達しない場合もあり、また
周囲温度の変化によりバブラーの温度が変化し飽和蒸気
圧の値が変動することもある。しかし、このような変動
があったとしても、有機金属の分圧Psとバブラーに流
入するキャリアガス流量lとの積Ps lを一定に保て
ば、有機金属の供給量[s]を一定に保つことが可能で
ある。
According to equation (3) described earlier, Keeping the product P s l of the carrier gas flow rate l flowing to the partial pressure P s and bubbler organometallic constant supply amount of the organic metal Be kept constant. Be the vapor pressure P s of the organometallic is reduced for some reason, the carrier gas flow rate l is increased, by controlling the flow rate of the mass flow controller to maintain the lP s constant, holding constant the supply amount of the organometallic Dripping. In fact, depending on the state of the organic metal in the bubbler, the partial pressure of the organic metal in the bubbler may not reach the saturated vapor pressure, and the temperature of the bubbler changes due to the change in the ambient temperature, and the value of the saturated vapor pressure fluctuates Sometimes. However, even if such variations, Keeping the product P s l of the carrier gas flow rate l flowing to the partial pressure P s and bubbler organometallic constant supply amount of the organometallic [s] a It can be kept constant.

【0028】実施例3 図3に本発明の第3の実施例を示す。有機金属供給装置
41は有機金属原料2を充填したバブラー3を恒温槽4
に浸けて、バブラーの温度を一定に保つことにより有機
金属の蒸気圧を一定値に保つようにしている。マスフロ
ーコントローラ5で所定の流量のキャリアガスをバブラ
ー内に供給し、バブリングさせることによりキャリアガ
ス中に有機金属の蒸気を混合する。混合したガスを反応
管に供給する。バブラー内の圧力は隔膜式の圧力計6に
より検出され、コントロールバルブ7により所定の圧力
に保たれるように制御装置42により制御されている。
バブラー3の下流で、コントロールバルブ7と反応管と
の間に分圧測定器43がある。四重極質量分析を利用し
たもので、水素に対応する信号強度IH2と有機金属に対
応する信号強度IMOの比IMO/IH2を測定する。信号強
度比の情報は制御装置42に送られ、信号強度比IMO
H2が所定の値になるようにコントロールバルブ7によ
りバブラー3内の圧力を制御する。この制御方法の特徴
は、マスフローコントローラの流量を変更せずに有機金
属の供給量を制御できるため、反応管に流入するキャリ
アガスの量が変化しないということである。
Embodiment 3 FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The organic metal supply device 41 converts the bubbler 3 filled with the organic metal raw material 2 into a constant temperature bath 4.
To maintain the vapor pressure of the organometallic at a constant value by keeping the temperature of the bubbler constant. The mass flow controller 5 supplies a predetermined flow rate of the carrier gas into the bubbler, and bubbling mixes the organic metal vapor into the carrier gas. The mixed gas is supplied to the reaction tube. The pressure in the bubbler is detected by a diaphragm type pressure gauge 6 and controlled by a control device 42 so as to be maintained at a predetermined pressure by a control valve 7.
Downstream of the bubbler 3, there is a partial pressure measuring device 43 between the control valve 7 and the reaction tube. The ratio I MO / I H2 of the signal intensity I H2 corresponding to hydrogen and the signal intensity I MO corresponding to the organic metal is measured by using quadrupole mass spectrometry. Information on the signal strength ratio is sent to the controller 42, where the signal strength ratio I MO /
The pressure in the bubbler 3 is controlled by the control valve 7 so that I H2 becomes a predetermined value. The feature of this control method is that the supply amount of the organic metal can be controlled without changing the flow rate of the mass flow controller, so that the amount of the carrier gas flowing into the reaction tube does not change.

【0029】次に、原理について説明する。先に説明し
た式(3)によれば、有機金属の蒸気圧とバブラー内の
全圧力との比Ps /PB を一定に保てば、有機金属の供
給量は一定に保たれる。四重極質量分析装置において測
定される信号強度比IMO/I H2は、Ps ≪PB の近似に
おいては、Ps /PB に比例する量である。したがっ
て、IMO/IH2を一定に保つようにコントロールバルブ
のコンダクタンスを制御すれば、Ps /PB が一定に保
たれ、その結果有機金属の供給量は一定に保たれる。何
らかの原因で有機金属の蒸気圧Ps が低下しても、IMO
/IH2を一定に保つようにバブラーの圧力PB を下げ、
s /PB を一定に保つようにコントロールバルブのコ
ンダクタンスを制御すれば、有機金属の供給量は一定に
保たれる。実際、バブラー内の有機金属の状態によって
はバブラー内における有機金属の分圧が飽和蒸気圧に達
しない場合もあり、また周囲温度の変化によりバブラー
の温度が変化し飽和蒸気圧の値が変動することもある。
しかし、このような変動があったとしても、水素に対応
する信号強度IH2と有機金属に対応する信号強度IMO
比IMO/IH2を一定に保つようにすれば、有機金属の供
給量[s]を一定に保つことが可能である。
Next, the principle will be described. Explained earlier
According to equation (3), the vapor pressure of the organometallic and the pressure in the bubbler
Ratio P to total pressures / PB Can be maintained at a constant
The salary is kept constant. Measured with a quadrupole mass spectrometer
Signal strength ratio I determinedMO/ I H2Is Ps ≪PB To approximate
In the Ps / PB It is an amount proportional to. Accordingly
And IMO/ IH2Control valve to keep the
By controlling the conductance ofs / PB Is kept constant
As a result, the organic metal supply is kept constant. what
For some reason, the vapor pressure P of the organic metals Is reduced, IMO
/ IH2Pressure P to keep the pressure constantB Lower,
Ps / PB Control valve so that
By controlling the conductance, the supply of organic metal will be constant.
Will be kept. In fact, depending on the state of the organometallic in the bubbler
Means that the partial pressure of the organic metal in the bubbler reaches the saturated vapor pressure
May not be possible,
May change, and the value of the saturated vapor pressure may fluctuate.
However, even with such fluctuations, hydrogen
Signal strength IH2And the signal intensity I corresponding to the organic metalMOof
Ratio IMO/ IH2Can be maintained at a constant
It is possible to keep the supply amount [s] constant.

【0030】実施例4 本発明の第4の実施例として、有機金属気相成長装置の
例について説明する。III 族原料は有機金属ガスを用
い、V族原料は水素化物ガスを用いている。構成を図4
に示す。この図において、実線52はガスの配管を示
し、点線53は制御信号の流れを示す。それぞれマスフ
ローコントローラ5a,5b,5cとバブラー3a,3
b,3c、隔膜式の圧力計6a,6b,6c、コントロ
ールバルブ7a,7b,7cからなる有機金属供給装置
51a,51b,51cを複数個と、水素化物ガスのボ
ンベ12a,12bを備えている。水素化物ガスの供給
量は、マスフローコントローラ13a,13bで行われ
る。各有機金属供給装置51a〜51cおよびボンベ1
2a〜12bからの配管を一つに纏めて反応管54に接
続している。配管を一つにした部分に、分圧測定器55
を配置する。本実施例における分圧測定器55は、四重
極質量分析器である。各供給装置51a〜51cのバブ
ラー3a〜3c内の圧力に関する信号が隔膜式の圧力計
6a〜6cから制御装置56に送られる。一方、各原料
ガスに対応する信号強度から、各原料ガスの分圧を推定
することができる。しかし、実際に必要な量は、原料ガ
スの信号強度比である。例えば、InGaAsPを成長
する場合においては、Inの信号強度IInとGaの信号
強度IGaの比IGa/IIn、およびAsの信号強度IAs
Pの信号強度IP の比IAs/IP が重要となる。この強
度比を一定に保つために、制御装置56を介してIII 族
原料については各有機金属供給装置のバブラー内の圧力
を制御する信号を各コントロールバルブ7a〜7cに送
り、V族原料については、各ボンベについているマスフ
ローコントローラ13a〜13bの流量を制御する信号
を各コントロールバルブ7a〜7cに送り、V族原料に
ついては、各ボンベについているマスフローコントロー
ラ13a〜13bの流量を制御する信号を送る。
Embodiment 4 As a fourth embodiment of the present invention, an example of a metal organic chemical vapor deposition apparatus will be described. The group III raw material uses an organic metal gas, and the group V raw material uses a hydride gas. Figure 4 shows the configuration
Shown in In this figure, a solid line 52 indicates a gas pipe, and a dotted line 53 indicates a flow of a control signal. Mass flow controllers 5a, 5b, 5c and bubblers 3a, 3 respectively
b, 3c, a plurality of diaphragm-type pressure gauges 6a, 6b, 6c, a plurality of organic metal supply devices 51a, 51b, 51c including control valves 7a, 7b, 7c, and hydride gas cylinders 12a, 12b. . The supply amount of the hydride gas is controlled by the mass flow controllers 13a and 13b. Each of the organic metal supply devices 51a to 51c and the cylinder 1
The pipes from 2a to 12b are put together and connected to the reaction tube 54. A partial pressure measuring device 55
Place. The partial pressure measuring device 55 in the present embodiment is a quadrupole mass analyzer. Signals relating to the pressures in the bubblers 3a to 3c of the supply devices 51a to 51c are sent to the control device 56 from the diaphragm type pressure gauges 6a to 6c. On the other hand, the partial pressure of each source gas can be estimated from the signal intensity corresponding to each source gas. However, the amount actually required is the signal intensity ratio of the source gas. For example, in the case of growing InGaAsP, the signal intensity of an In I an In and the ratio of the Ga of the signal intensity I Ga I Ga / I In, and As signal strength I As the P signal intensity I P ratio I As / IP is important. In order to keep this intensity ratio constant, a signal for controlling the pressure in the bubbler of each organic metal supply unit is sent to each of the control valves 7a to 7c via the control device 56 for the group III raw material. A signal for controlling the flow rate of the mass flow controllers 13a to 13b provided for each cylinder is sent to each control valve 7a to 7c, and a signal for controlling the flow rate of the mass flow controllers 13a to 13b provided for each cylinder is sent for the group V raw material.

【0031】実施例5 本発明の第5の実施例として、有機金属気相成長装置の
他の例について説明する。III 族原料は有機金属ガスを
用い、V族原料は水素化物ガスを用いている。構成を図
5に示す。この図において、実線52はガスの配管を示
し、点線53は制御信号の流れを示す。図1に示した有
機金属供給装置、すなわちそれぞれバブラー3a,3
b,3c、恒温槽4a,4b,4c、マスフローコント
ローラ5a,5b,5c、隔膜式の圧力計6a,6b,
6c、コントロールバルブ7a,7b,7c、制御装置
22a,22b,22cおよび超音波セルを用いた分圧
測定器23a,23b,23cを有する有機金属供給装
置21a,21b,21cを複数個と、水素化物ガスの
ボンベ12a,12bを備えている。水素化物ガスの供
給量は、マスフローコントローラ13a,13bで行わ
れる。各有機金属供給装置21a〜21cおよびボンベ
12a〜12bからの配管を一つに纏めて反応管54に
接続している。配管を一つにした部分に、分圧測定器5
5を配置する。本実施例における分圧測定器55は、四
重極質量分析器である。各原料ガスに対応する信号強度
から、各原料ガスの分圧を推定することができる。しか
し、実際に必要な量は、有機金属ガスの信号強度比であ
る。例えば、InGaAsPを成長する場合において
は、Inの信号強度IInとGaの信号強度IGaの比IGa
/IIn、およびAsの信号強度IAsとPの信号強度IP
の比IAs/IP が重要となる。この強度比を一定に保つ
ために、制御装置57を介して各有機金属供給装置およ
びボンベのマスフローコントローラの流量を制御する信
号を各マスフローコントローラ5a〜5c,13a〜1
3bに送る。
Embodiment 5 As a fifth embodiment of the present invention, another example of a metal organic chemical vapor deposition apparatus will be described. The group III raw material uses an organic metal gas, and the group V raw material uses a hydride gas. The configuration is shown in FIG. In this figure, a solid line 52 indicates a gas pipe, and a dotted line 53 indicates a flow of a control signal. The organic metal supply device shown in FIG.
b, 3c, thermostats 4a, 4b, 4c, mass flow controllers 5a, 5b, 5c, diaphragm type pressure gauges 6a, 6b,
6c, a plurality of organic metal supply devices 21a, 21b, 21c having control valves 7a, 7b, 7c, control devices 22a, 22b, 22c and partial pressure measuring devices 23a, 23b, 23c using ultrasonic cells, and hydrogen It has gas cylinders 12a and 12b. The supply amount of the hydride gas is controlled by the mass flow controllers 13a and 13b. The pipes from the respective organic metal supply devices 21a to 21c and the cylinders 12a to 12b are collectively connected to the reaction tube 54. A partial pressure measurement device 5
5 is arranged. The partial pressure measuring device 55 in the present embodiment is a quadrupole mass analyzer. The partial pressure of each source gas can be estimated from the signal intensity corresponding to each source gas. However, the amount actually required is the signal intensity ratio of the organometallic gas. For example, in the case of growing InGaAsP, the ratio I Ga of the signal intensity I In of In and the signal intensity I Ga of Ga is In.
/ I In , and the signal strength I As of As and the signal strength I P of P
Ratio I As / I P becomes important. In order to keep this intensity ratio constant, a signal for controlling the flow rate of each organic metal supply device and the mass flow controller of the cylinder via the control device 57 is sent to each of the mass flow controllers 5a to 5c and 13a to 1c.
Send to 3b.

【0032】上記の実施例4および実施例5における、
ガス中の各原料ガス分圧を測定する箇所は、反応管入口
に限られるわけではなく、図6に示すように反応管内の
基板付近にキャピラリーを挿入して測定してもよい。図
6は、有機金属気相成長装置の横型反応管61の断面図
(図6(a))と上面図(図6(b))を示したもので
ある。反応管は気密を保持する外管と、その中に納めら
れた原料ガスの流れを規制する内管61との2重管構成
であるが、図6では内管61のみを示してある。内管6
1には切欠き部が設けられ、基板62はその表面が原料
ガスと接するように配置される。基板62は、回転軸6
3Aにより回転するサセプタ63上に乗せられており、
サセプタにより所定の温度に熱せられている。図面左か
ら原料となる、有機金属ガスと水素化物ガスが反応管6
1内に供給される。供給されたガスは基板付近で熱分解
され、基板上に堆積される。基板の上方に石英製のキャ
ピラリー64を挿入し、基板付近のガスを採取し、それ
を四重極質量分析器で分析することによりガス中の各有
機金属ガスの分圧を測定すれば、基板に堆積する直前の
ガス中の各有機金属ガスの分圧を測定できることになる
から、より安定度の高い制御が可能となる。
In Embodiments 4 and 5 described above,
The location where the partial pressure of each source gas in the gas is measured is not limited to the inlet of the reaction tube, and may be measured by inserting a capillary near the substrate in the reaction tube as shown in FIG. FIG. 6 shows a cross-sectional view (FIG. 6A) and a top view (FIG. 6B) of the horizontal reaction tube 61 of the metal organic chemical vapor deposition apparatus. The reaction tube has a double tube configuration of an outer tube that maintains airtightness and an inner tube 61 that regulates the flow of the raw material gas contained therein, but FIG. 6 shows only the inner tube 61. Inner tube 6
1 is provided with a notch, and the substrate 62 is arranged so that its surface is in contact with the source gas. The substrate 62 includes a rotating shaft 6
It is mounted on a susceptor 63 rotating by 3A,
It is heated to a predetermined temperature by the susceptor. From the left side of the drawing, the organic metal gas and the hydride gas which are the raw materials
1 is supplied. The supplied gas is thermally decomposed near the substrate and is deposited on the substrate. If a quartz capillary 64 is inserted above the substrate, a gas near the substrate is sampled, and analyzed by a quadrupole mass spectrometer, the partial pressure of each organometallic gas in the gas is measured. Since it is possible to measure the partial pressure of each organometallic gas in the gas immediately before the gas is deposited, control with higher stability is possible.

【0033】図5に示した気相成長装置において、有機
金属供給装置21a〜21cに替えて、図3に示した供
給装置41を使用することも可能である。
In the vapor phase growth apparatus shown in FIG. 5, a supply apparatus 41 shown in FIG. 3 can be used instead of the organic metal supply apparatuses 21a to 21c.

【0034】図4および図5の実施例では、三つのIII
族原料(有機金属)供給装置および二つのV族原料(水
素化物ガス)供給用ボンベを示したが、これらは必要と
される原料の種類の数だけ用いればよい。
In the embodiment of FIGS. 4 and 5, three III
Although a group material (organic metal) supply device and two cylinders for supplying a group V material (hydride gas) have been shown, they may be used in a number corresponding to the number of necessary materials.

【0035】上記の説明においては、有機金属の蒸気圧
が、バブラー内の圧力に比べ非常に小さい場合を想定し
て説明した。通常用いられているIII 族の有機金属にお
いては、この近似が十分成り立つ。最近用いられるよう
になった、V族の有機金属、例えばターシャリーブチル
フォスフィン(TBP)やターシャリーブチルアルシン
(TBA)などは、室温付近の蒸気圧が100から20
0トールにも達するため、Ps ≪PB の近似が成り立た
ない場合も出てくる。しかし、近似を用いない正確な有
機金属の供給量を算出する下記の式(4)に従い、バブ
ラーの圧力、あるいはマスフローコントローラの流量を
制御すれば、供給量の安定な有機金属供給装置、およ
び、供給比の安定な有機金属気相成長装置を構成できる
ことは明らかである。
In the above description, the description has been made on the assumption that the vapor pressure of the organic metal is much smaller than the pressure in the bubbler. This approximation holds well for commonly used Group III organometallics. Group V organic metals, such as tertiary butyl phosphine (TBP) and tertiary butyl arsine (TBA), which have recently been used, have a vapor pressure near room temperature of 100 to 20.
In some cases, the approximation of P s ≪P B does not hold because it reaches 0 Torr. However, if the pressure of the bubbler or the flow rate of the mass flow controller is controlled according to the following equation (4) for calculating the accurate supply amount of the organic metal without using the approximation, the organic metal supply device with a stable supply amount, and It is clear that a metal organic chemical vapor deposition apparatus with a stable supply ratio can be constructed.

【0036】[0036]

【数4】 (4)(Equation 4) (4)

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の有機金属供給装置においては、
有機金属ガスが混合した混合ガス中の有機金属ガスの分
圧を測定する手段と、それを元にバブラー内の圧力PB
を調整しPs /PB を一定に保つ手段を具備しているた
め、有機金属の供給量[s]を一定に保つことができる
という効果がある。また、有機金属ガスが混合した混合
ガス中の有機金属ガスの分圧を測定する手段と、それを
元にバブラーに流入するキャリアガスの流量lを調整し
てlPs を一定に保つ手段を具備するため、有機金属の
供給量[s]を一定に保つことができるという効果があ
る。
According to the organic metal supply apparatus of the present invention,
Means for measuring the partial pressure of the organometallic gas in the mixed gas in which the organometallic gas is mixed, and the pressure P B in the bubbler based on the means.
Is provided to maintain P s / P B constant, so that the organic metal supply amount [s] can be kept constant. Furthermore, comprising means for maintaining the means for measuring the partial pressure of the organic metal gas in the mixed gas of the organic metal gases are mixed, the lP s by adjusting the flow rate l of the carrier gas flowing into the bubbler it back constant Therefore, there is an effect that the supply amount [s] of the organic metal can be kept constant.

【0038】本発明の有機金属気相成長装置において
は、反応管に流入するガス中の各原料ガスの分圧を測定
し、分圧の比が一定になるように、各有機金属供給装置
の供給量を制御するため、各有機金属の供給比が安定に
なるという効果がある。
In the organometallic vapor phase epitaxy apparatus of the present invention, the partial pressure of each source gas in the gas flowing into the reaction tube is measured, and each of the organometallic supply apparatuses is controlled so that the ratio of the partial pressures becomes constant. Since the supply amount is controlled, there is an effect that the supply ratio of each organic metal becomes stable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.

【図6】基板付近にキャピラリーを挿入した有機金属気
相成長装置を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a metal organic chemical vapor deposition apparatus in which a capillary is inserted near a substrate.

【図7】従来の有機金属供給装置を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional organic metal supply device.

【図8】従来の他の有機金属供給装置を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating another conventional organic metal supply device.

【図9】従来の有機金属気相成長装置を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional metal organic chemical vapor deposition apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 従来の有機金属供給装置 2 有機金属原料 3 バブラー 4 恒温槽 5 マスフローコントローラ 6 隔膜式の圧力計 7 コントロールバルブ 8 圧力制御装置 9a,9b,9c エアバルブ 12a,12b ボンベ 13a,13b マスフローコントローラ 14 配管 15 反応管 21,31,41 本発明による有機金属供給装置 22,42 制御装置 23,43 分圧測定器 52 配管 54 反応管 55 分圧測定器 56 制御装置 61 反応管(内管) 62 基板 63 サセプタ 64 キャピラリー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Conventional organic metal supply apparatus 2 Organic metal raw material 3 Bubbler 4 Constant temperature bath 5 Mass flow controller 6 Diaphragm type pressure gauge 7 Control valve 8 Pressure control apparatus 9a, 9b, 9c Air valve 12a, 12b Cylinder 13a, 13b Mass flow controller 14 Piping 15 Reaction tube 21, 31, 41 Organometallic supply device according to the present invention 22, 42 Control device 23, 43 Partial pressure measuring device 52 Piping 54 Reaction tube 55 Partial pressure measuring device 56 Control device 61 Reaction tube (inner tube) 62 Substrate 63 susceptor 64 capillary

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−256424(JP,A) 特開 平4−362176(JP,A) 特開 平6−145992(JP,A) 特開 平6−295862(JP,A) 特開 平2−43721(JP,A) 特開 平1−255214(JP,A) 特開 平1−96922(JP,A) 特開 平4−78131(JP,A) 特開 平5−67576(JP,A) 特開 平6−97081(JP,A) 特開 平1−96922(JP,A) 特開 平1−255214(JP,A) 特開 平2−43721(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 16/44 Continuation of front page (56) References JP-A-62-256424 (JP, A) JP-A-4-362176 (JP, A) JP-A-6-145992 (JP, A) JP-A-6-295862 (JP JP-A-2-43721 (JP, A) JP-A-1-255214 (JP, A) JP-A-1-96922 (JP, A) JP-A-4-78131 (JP, A) JP-A-6-97081 (JP, A) JP-A-1-96922 (JP, A) JP-A-1-255214 (JP, A) JP-A-2-43721 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 有機金属の入ったバブラー内の圧力を所
定の値に保ちつつ該バブラー内においてキャリアガスを
バブリングすることにより該有機金属ガスを供給する
機金属含有ガス供給手段と、該バブラーの下流にあって
有機金属含有ガス中の有機金属ガスの分圧(P を検
出する分圧検出手段とを有する有機金属供給装置におい
て、 前記分圧検出手段からの信号により前記有機金属含有ガ
ス供給手段におけるバブラー内の圧力(P を制御し
て、有機金属含有ガス中の有機金属ガスの分圧とバブラ
ー内の圧力との比(P /P を一定に保つ手段を備
えていることを特徴とする有機金属供給装置。
1. A chromatic supplying organometallic gases by a carrier gas is bubbled in the a bubbler while maintaining the pressure in the bubbler containing the organometallic to a predetermined value
Metal-containing gas supply means , downstream of the bubbler
In the organic metal delivery system having a partial pressure detecting means for detecting the partial pressure of the organometallic gas of the organic metal-containing gas (P S), the organometallic-containing gas by a signal from the partial pressure detecting means
Controlling the pressure (P B ) in the bubbler in the gas supply means to control the partial pressure of the organometallic gas in the organometallic-containing gas and the bubbler.
An organic metal supply device comprising means for maintaining a constant pressure ratio (P S / P B ) to the internal pressure .
【請求項2】 前記分圧検出手段は超音波セルまたは四
重極質量分析器であることを特徴とする請求項1記載の
有機金属供給装置。
2. The apparatus according to claim 2, wherein said partial pressure detecting means is an ultrasonic cell or a four- cell type.
The organic metal supply apparatus according to claim 1, wherein the organic metal supply apparatus is a quadrupole mass analyzer .
【請求項3】 それぞれ有機金属の入ったバブラー内の
圧力を所定の値に保ちつつ、該バブラー内においてキャ
リアガスをバブリングすることにより該有機金属ガスを
供給する複数の有機金属含有ガス供給手段と、該複数の
有機金属含有ガス供給手段から供給される有機金属含有
ガスを合流し反応管まで輸送する配管と、前記配管に取
り付けられて、混合有機金属含有ガス中に含まれる複数
の有機金属ガスの分圧を検出する分圧検出手段とを有す
る有機金属気相成長装置において、混合有機金属含有ガス中の それぞれの有機金属ガスの分
圧に応じて、対応する有機金属の入ったバブラー内の圧
を調整することにより、各バブラーからのそれぞれの
有機金属の供給量を制御する手段を備えていることを特
徴とする有機金属気相成長装置。
3. A plurality of organic metal-containing gas supply means for supplying the organic metal gas by bubbling a carrier gas in the bubbler while maintaining the pressure in the bubbler containing the organic metal at a predetermined value. , The plurality
The organic metal-containing supplied from the organometallic-containing gas supply means
An organometallic gaseous phase comprising: a pipe for merging gases and transporting the gas to a reaction tube; and a partial pressure detecting means attached to the pipe and detecting partial pressures of a plurality of organic metal gases contained in the mixed organic metal-containing gas. In the growth apparatus, by adjusting the pressure in the bubbler containing the corresponding organometallic in accordance with the partial pressure of each organometallic gas in the mixed organometallic-containing gas , each of the bubbles from each bubbler is adjusted.
An organometallic vapor phase epitaxy apparatus comprising means for controlling the supply amount of organometallic.
【請求項4】 前記分圧検出手段は四重極質量分析器で
あることを特徴とする請求項3記載の有機金属気相成長
装置。
4. The metalorganic vapor phase epitaxy apparatus according to claim 3, wherein said partial pressure detecting means is a quadrupole mass analyzer.
JP21591095A 1995-08-24 1995-08-24 Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy Expired - Fee Related JP3219184B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21591095A JP3219184B2 (en) 1995-08-24 1995-08-24 Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21591095A JP3219184B2 (en) 1995-08-24 1995-08-24 Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0963965A JPH0963965A (en) 1997-03-07
JP3219184B2 true JP3219184B2 (en) 2001-10-15

Family

ID=16680282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21591095A Expired - Fee Related JP3219184B2 (en) 1995-08-24 1995-08-24 Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3219184B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010109303A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Horiba Ltd Material gas concentration controller
JP5145193B2 (en) * 2008-10-31 2013-02-13 株式会社堀場製作所 Material gas concentration control system
KR101578220B1 (en) 2008-10-31 2015-12-16 가부시키가이샤 호리바 세이샤쿠쇼 material gas concentration control system
JP5281364B2 (en) * 2008-10-31 2013-09-04 株式会社堀場製作所 Material gas concentration control system
JP5419276B2 (en) * 2009-12-24 2014-02-19 株式会社堀場製作所 Material gas concentration control system and program for material gas concentration control system
JP5615162B2 (en) * 2010-12-24 2014-10-29 株式会社堀場エステック Material gas concentration control system
US9243325B2 (en) * 2012-07-18 2016-01-26 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Vapor delivery device, methods of manufacture and methods of use thereof
JP5949586B2 (en) 2013-01-31 2016-07-06 東京エレクトロン株式会社 Raw material gas supply apparatus, film forming apparatus, raw material supply method, and storage medium
JP5511108B2 (en) * 2013-02-05 2014-06-04 株式会社堀場製作所 Material gas concentration controller
CN105401133B (en) * 2014-09-15 2018-03-13 刘祥林 A kind of metal organic source feeding device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0963965A (en) 1997-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11053591B2 (en) Multi-port gas injection system and reactor system including same
US6868869B2 (en) Sub-atmospheric pressure delivery of liquids, solids and low vapor pressure gases
KR102696045B1 (en) Gas distribution system and reactor system including same
US4783343A (en) Method for supplying metal organic gas and an apparatus for realizing same
US4517220A (en) Deposition and diffusion source control means and method
TWI404820B (en) Method and apparatus
KR101447922B1 (en) Vapor delivery device, methods of manufacture and methods of use thereof
US4640221A (en) Vacuum deposition system with improved mass flow control
US20100178423A1 (en) Method for controlling flow and concentration of liquid precursor
EP0572108B1 (en) Gas feeder
JP3219184B2 (en) Organometallic supply and organometallic vapor phase epitaxy
JPH06295862A (en) Compound semiconductor fabrication system and organic metal material vessel
EP1870490A2 (en) Evaporator for CVD and gas flow rate regulator.
US20230212787A1 (en) Metalorganic chemical vapor phase epitaxy or vapor phase deposition apparatus
US20200018736A1 (en) Concentration detection method and pressure-type flow rate control device
Mircea et al. Instrumental aspects of atmospheric pressure MOVPE growth of InP and InP: GaInAsP heterostructures
US20240052484A1 (en) Supply system for low volatility precursors
JP2008218760A (en) Manufacturing method for semiconductor device, and manufacturing apparatus for semiconductor device
Maslar et al. Apparatus for characterizing gas-phase chemical precursor delivery for thin film deposition processes
Sullivan et al. Mass flow measurement and control of low vapor pressure sources
JPH01220821A (en) Gas controlling method for vapor growth equipment
JPH1180956A (en) Supplying apparatus for raw gas and method for supplying
JPS6283400A (en) Method of improving cylinder for vapor growth of organometallic compound
JPS60211072A (en) Gasification apparatus of volatile substance
JPH04187231A (en) Raw material feeding device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070810

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees