JPH01184818A - Ｍｏｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ＭＯＣＶＤ装置の成長用原料ガスの流量制御方法の改良
に関し、 簡単且つ安価に実施できる導入ガスの流量調節配管系統
を有する、安定した結晶を成長させることが可能なＭＯ
ＣＶＤ装置の提供を目的とし、個別に設けたマスフロー
コントローラによす流量を規定した複数の成長用原料ガ
スを、合流点にて唯一の配管内で混合して混合ガスにし
、該混合ガスヲ分岐点にて個別に各々のマスフローコン
トローラにてｉｔを規定して分割し、該分割ガスを個別
に反応室に４人し、該反応室内の載物台に載置した被処
理基板上に吹き付けて半導体の結晶を成長させるＭＯＣ
ＶＤ装置において、前記混合ガスの総流量と前記分割ガ
スの総流量との差の流量の混合ガスを、流量制御するこ
となく放出するガス配管系統を具備するよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ＭＯＣＶＤ装置に係り、特に成長用原料ガス
の流量制御方法の改良に関するものである。

半導体基板の表面に均一な膜厚の半導体の結晶を成長さ
せるためのＭＯＣＶＤ装置が開発されている。

複数の成長ガスを用いて均一な膜厚の半導体の結晶を成
長させるためには、これらの複数の成長ガスを混合し、
この混合ガスを複数の配管に分割し、反応室内に載置し
た被処理基板の表面に正確に流量を制御して吹き付ける
ことが必要になる。

この複数の成長ガスの混合と分割を行う際に、混合ガス
の総流量と分割ガスの各マスフローコントローラの合計
流量とを一致させることが必要で、もしこれが一致しな
い場合にはマスフローコントローラを正しく機能させる
ことができなくなる。

以上のような状況から複数の成長ガスを正確に流量制御
することが可能で、基板上に均一な膜厚の半導体の結晶
を成長させることが可能なＭＯＣＶＤ装置が要望されて
いる。

〔従来の技術〕

従来のＭＯＣＶＤ装置を第３図により４本の配管で導入
する場合について説明する。

第３図（ａ）は分割ガスの流量制御を、手動によるニー
ドルバルブの調節を流量計の表示を見ながら行うものを
示しており、複数の成長ガスのバルブ４１ａ〜４１ｃを
開放し、それぞれの成長ガス流量をマスフローコントロ
ーラ４２ａ〜４２ｃにて設定して流量を自動制御する。

規定の流量に制御された複数の成長ガスは合流点４３で
合流し、唯一の配管内で混合される。

この混合ガスは分岐点４４で分割されるので、流量計４
５ａ〜４５ｄの表示が設定流量になるよう、ニードルバ
ルブ５０ａ〜５０ｄを操作して流量制御する。

このようにして設定流量に流量制御された各導入ガスを
反応室４６内の回転載物台４７に載置した被処理基板４
８に吹き付けて被処理基板４８の表面に半導体の結晶を
成長させる。

排気口４９からは真空排気を行い、室内圧を７６Ｔｏｒ
ｒに保持している。

このようにして半導体の結晶を成長させると、例えばイ
ンジウム燐（ＩｎＰ）の２インチの基板上に±３％以内
の均一度の高い、ＩｎＧａＡｓの１μｍの膜を成長する
ことができた。

しかし、この方法ではニードルバルブ５０ａ〜５０ｄの
開度の調整が互いに干渉しあうので、調整が困難であり
、再現性が良くないので、混合ガスの総流量を変化させ
た場合に、再び同じ流量比を実現することが困難である
。

そこで操作性を高め、再現性を向上させるため、第３図
（ｂｌに示すように、流量計４５ａ〜４５ｄとニードル
バルブ５０ａ〜５０ｄをマスフローコントローラ５５ａ
〜５５ｄに置き換えた。

しかしながら、この場合にはマスフローコントローラ５
２ａ〜５２ｃの設定流量と、マスフローコントローラ５
５ａ〜５５ｄの設定流量とを完全に等しく設定しなけれ
ば、マスフローコントローラが正確に作動しない。

従ってマスフローコントローラ５２ａ〜５２ｃの合計流
量が極微量でも変動すると、マスフロ−コントローラ５
５ａ〜５５ｄが感応して変動し、その結果ハンチング現
象が発生する。

このために反応室５６の室内圧の変動や導入ガス　　　
　・の流量変動を起こし、安定した結晶成長の障害とな
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明の従来のＭＯＣＶＤ装置で問題となるのは、マ
スフローコントローラ５２ａ〜５２ｃの合計流量が極微
量でも変動すると、マスフローコントローラ５５ａ〜５
５ｄが感応して変動し、その結果ハンチング現象が発生
し、このために反応室５６の室内圧が変動したり、導入
ガスの流量が変動して安定した結晶を成長させることが
困難になることである。

本発明は以上のような状況から、節単且つ安価に実施で
きる導入ガスの流量調節配管系統を有する、安定した結
晶を成長させることが可能なＭＯＣＶＤ装置の提供を目
的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、第１図に示すような個別に設けたマスフ
ローコントローラ２ａ〜２Ｃにより流量を規定した複数
の成長用原料ガスを、合流点３にて唯一の配管内で混合
して混合ガスにし、この混合ガスを分岐点４にて個別に
各々のマスフローコントローラ５ａ〜５ｄにて、マスフ
ローコントローラ５ａ〜５ｄの合計流量をマスフローコ
ントローラ２８〜２Ｃの合計流量より少ない流量に規定
して分割し、この分割ガスを個別に反応室６に導入し、
この反応室６内の載物台７に載置した被処理基ＦｉＢ上
に吹き付けて半導体の結晶を成長させるＭＯＣＶＤ装置
において、混合ガスの総流量と分割ガスの総流量との差
の流量の混合ガスを、流量制御することなく放出するガ
ス配管系統１０〜１１を具備する本発明によるＭＯＣＶ
Ｄ装置によって解決される。

〔作用〕

即ち本発明においては、流量を個別に規定した複数の成
長用原料ガスを、合流点にて唯一の配管内で混合して混
合ガスにし、この混合ガスを分岐点ニて各々のマスフロ
ーコントローラにて個別に流量を規定して分割し、反応
室内の載物台に載置した被処理基板上にこの分ｖ１ガス
を個別に４人して吹き付け、この被処理基板上に半導体
の結晶を成長させるＭＯＣＶＤ装置において、混合する
複数の成長用原料ガスの総流量とマスフローコントロー
ラにて規定した分離ガスの総流量との差に相当する余剰
の混合ガスを、流量制御することなく放出することが可
能となるので、ハンチング現象を防止し、反応室の室内
圧の変動を防ぎ、導入ガスの流量の変動を防止し、安定
した結晶を成長させることが可能となる。

〔実施例〕

以下第２図により本発明の一実施例を二基の反応室を有
するＭＯＣＶＤ装置について説明する。

第２図に示すようにこのＭＯＣＶＤ装置においては、複
数の成長用原料ガスのバルブ２１ａ〜２１ｃを開放し、
各成長用原料ガスの所要流量の合計にマスフローコント
ローラ２２ａ〜２２ｃを設定して流量を自動制御する。

この流量を規定した各成長用原料ガスを合流点２３にて
唯一の配管に合流させ、この配管内で混合する。

この配管の他端の分岐点２４でこの混合ガスを分岐し、
反応室２６．２６’に接続されているマスフローコント
ローラ２５ａ〜２５ｄ及び反応室２６゛　に接続されて
いるマスフローコントローラ２５ａ゛〜２５ｄ゛に流入
させる。

同一条件の結晶の成長を行う場合には、マスフローコン
トローラ２５ａと２５ａ　’　、　２５ｂと２５ｂ’　
、　２５ｃと２５ｃ゛、２５ｄと２５ｄ゛の設定流量は
等しくしておき、マスローコントローラの設定流量の合
計は混合ガスの総流量よりも少なくしておく。

このように流量を規定した分離ガスを図示のように反応
室２６．２６’の中の回転載物台２７．２７’に載置し
た被処理基板２８．２８”に吹きつけて半導体の結晶を
成長させる。

分岐点２４に分岐配管を設けて流量計３０及びにニード
ルバルブ３１を接続し、更に排気口２９に接続しである
。

このようにしておくと、混合ガスと分離ガスの総流量に
差が生じていても、その差に相当する混合ガスが流量計
３０及びにニードルバルブ３１を通って放出され、マス
フローコントローラが正常に作動し、正確な分離ガスの
供給を行うことが可能となる。

なお、それぞれの反応室の排気口にはコンダクタンスバ
ルブ３２．３２”を設けて、反応室２６及び２６”の室
内圧を同一に保持している。

このよ・）に一系列の成長用原料ガスの供給系統と、一
系列の成長用原料ガスの排気系統に接続する複数の反応
室を並列に設け、マスフローコントローラの流量設定を
同一にして半導体の結晶の成長を行うと、成長用原料ガ
スの混合ガスの総流量とマスフローコントローラの設定
流量の合計に差が生じても、マスフローコントローラを
正常に作動させ、正確な流量の混合ガスを被処理基板２
８゜２８”に吹き付けることができ、均一度の高い半導
体の結晶の成長を行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば極めて
簡単な構造の余剰混合ガスの放出ガス配管系統を設け、
マスフローコントローラを正常に作動させることが可能
となり、均一度の高い半芯体の結晶の成長を行うことが
可能となる等の利点があり、著しい経済的及び、信頼性
向上の効果が期待でき工業的には極めて有用なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図 第２図は本発明による一実施例を示す配管系統図、 第３図は従来のＭＯＣＶＤ装置の配管系統図、である。 図において、 ｌａ、　ｌｂ、　ｌｃはバルブ、 ２ａ、２ｂ、２ｃはマスフローコントローラ、３は合流
点、 ４は分岐点、 ５ａ、　５ｂ、　５ｃ、　５ｄはマスフローコントロー
ラ、６は反応室、 ７は回転載物台、 ８は被処理基板、 ９は排気口、 １０は流量計、 １１はニードルバルブ、 本発明の原理図 第１図 本発明による一実施例を示す配管系統図第　２　図 （ａ）　　手動ニードルバルブを用いる場合従来のＭＯ
ＣＶＤ装置の配管系統図 （ｂｌ　　マスフローコントローラを用いる場合従来の
ＭＯＣＶＤ装置の配管系読図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　個別に設けたマスフローコントローラ（２）により流
   量を規定した複数の成長用原料ガスを、合流点（３）に
   て唯一の配管内で混合して混合ガスにし、該混合ガスを
   分岐点（４）にて個別に各々のマスフローコントローラ
   （５）にて流量を規定して分割し、該分割ガスを個別に
   反応室（６）に導入し、該反応室（６）内の載物台（７
   ）に載置した被処理基板（８）上に吹き付けて半導体の
   結晶を成長させるＭＯＣＶＤ装置において、前記混合ガ
   スの総流量と前記分割ガスの総流量との差の流量の混合
   ガスを、流量制御することなく放出するガス配管系統（
   １０、１１）を具備することを特徴とするＭＯＣＶＤ装
   置。