JPH01220821A - Gas controlling method for vapor growth equipment - Google Patents

Gas controlling method for vapor growth equipment

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Publication number
JPH01220821A
JPH01220821A JP4709388A JP4709388A JPH01220821A JP H01220821 A JPH01220821 A JP H01220821A JP 4709388 A JP4709388 A JP 4709388A JP 4709388 A JP4709388 A JP 4709388A JP H01220821 A JPH01220821 A JP H01220821A
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JP
Japan
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line
gas
main line
group iii
reactor
Prior art date
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Application number
JP4709388A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Komura
幸夫 香村
Michio Takahashi
高橋 道生
Sadanori Ishida
禎則 石田
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To stabilize gas flow by controlling each instantaneous total amount of gas flowing through a main line and a bent line so as to be equal, controlling each internal pressure of the main line and the bent line so as to be equal, and controlling the internal pressure of a reactor so as to be constant. CONSTITUTION:A group III gas supplying source 10 is subjected to bubbling with carrier gas for bubbling from an MFC12, and the obtained group III gas is sent out to a group III gas supplying line 15. In the group III gas supplying line, the group III gas is diluted with diluent carrier gas sent from an MFC43. The total amount of gas flowing through the MFC12 and the MFC43 flows into a main line 4 or a bent line 6 via a line 11, by switching change-over valves 17A, 17B. The switching of the change-over valves 17A, 17B and 48A, 48B is so controlled that flow rate compensation carrier gas having the same flow rate with the group III gas flowing into either one of the main line or the bent line flows into the other one of the main line 4 or the bent line 5. Thereby the gas flow is always stabilized, so that an epitaxial substrate having a sharp boundary surface can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、有機金属化学堆積法(以下、MOCvD法と
いう)で基板上に気相成長を行わせる気相成長装置のガ
ス制御方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a gas control method for a vapor phase growth apparatus that performs vapor phase growth on a substrate by a metal organic chemical deposition method (hereinafter referred to as MOCvD method). It is.

[従来技術] GaASウェハよりなる基板上にGSASの結晶成長を
行うMOCVD法は、高速電子デバイスや光デバイスを
製造するプロセスとして有力である。このプロセスを実
施する気相成長装置は、V族のアルシン(ASH3)と
■族のトリメチルガリウムQa (CH3) 3 (以
下、TMGという)やトリメチルアルミニウムAA (
CH3) 3 (以下、TMAという〉を用い、キャリ
アガスとしてはH2を用いている。又、この気相成長装
置はリアクタ内に基板を搭載したサセプタを置き、これ
らを650〜800℃に加熱し、ここにASHs、T 
 −MGあるいはTMAを流して熱反応を起こさせ、基
板上に結晶成長を起こさせる。この場合、常温から高温
に加熱し、更に反応が終った後に常温に冷却するまでA
SH3とH2は常に流しているが、TMGやTMAは必
要に応じて(例えば、薄膜の層毎に)リアクタに流して
いる。
[Prior Art] The MOCVD method, in which GSAS crystals are grown on a substrate made of a GaAS wafer, is an effective process for manufacturing high-speed electronic devices and optical devices. The vapor phase growth equipment that performs this process is used for arsine (ASH3) of group V, trimethylgallium Qa (CH3) 3 (hereinafter referred to as TMG) of group II, and trimethylaluminum AA (hereinafter referred to as TMG).
CH3) 3 (hereinafter referred to as TMA) is used, and H2 is used as a carrier gas.In addition, this vapor phase growth apparatus places a susceptor with a substrate mounted inside a reactor, and heats these to 650 to 800 °C. , here ASHs, T
-Flow MG or TMA to cause a thermal reaction and cause crystal growth on the substrate. In this case, the A
SH3 and H2 are constantly flowing, but TMG and TMA are flowing into the reactor as needed (for example, for each thin film layer).

この際、リアクタに流す配管系をメインラインと呼び、
リアクタをバイパスして排気側へ直接流す配管系をベン
トラインと呼んでいる。メインラインとベントラインに
は、ガスの流量を制御するための流量制御弁がそれぞれ
接続されている。MOCVD法では、メインラインとベ
ントラインとの切換えをスムーズに行うことが重要であ
り、これがスムーズにできるか否かで、プロセス全体の
安定性と再現性が大きく左右される。なお、流量制御弁
は圧力変動によって流量が相当に変動するので、取扱に
注意が必要である。
At this time, the piping system that flows into the reactor is called the main line.
The piping system that bypasses the reactor and flows directly to the exhaust side is called a vent line. A flow control valve for controlling the flow rate of gas is connected to the main line and the vent line, respectively. In the MOCVD method, it is important to smoothly switch between the main line and the vent line, and whether or not this can be done smoothly greatly affects the stability and reproducibility of the entire process. Note that the flow rate of the flow control valve fluctuates considerably due to pressure fluctuations, so care must be taken when handling it.

第2図は従来の気相成長装置の構成を示したものである
。図に置いて、1はリアクタ、2はリアクタ1内のサセ
プタ、3はサセプタ2に支持された基板、4はリアクタ
1にガスを流すメインライン、5はリアクタ1をバイパ
スして排気側へ直接ガスを流すベントライン、6,7は
各ライン4゜5の上流側に接続されている流量制御弁(
以下、MFCという)、8はMFC6,7にH2からな
るキャリアガスの供給を行うキャリアガスライン、9は
リアクタ1からの排気ラインである。10は■族のTM
Gをキャリアガスのバブリングにより気化して供給する
第1の■液ガス供給源、11は第1の■液ガス供給源1
0にバブリング用のキャリアガスを供給する第1のバブ
リングライン、12は第1のバブリングライン11に設
けられたMFC113はMFCl 2の入口側で第1の
バブリングライン11に設けられたバルブ、14は第1
の■液ガス供給源10の入口側で第1のバブリングライ
ン11に設けられたバルブ、15は第1の■液ガス供給
源11から第1の■液ガスをメインライン4又はベント
ライン5に供給する第1の■液ガス供給ライン、16は
第1の■液ガス供給ライン15に設けられたバルブ、1
7A、17Bは第1の■液ガス供給ライン15から供給
される第1の■液ガスをメインライン4に供給するかベ
ントライン5に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である618は■族のTMAをキャリアガスのバブリン
グにより気化して供給する第2の■液ガス供給源、19
は第2のm液ガス供給源18にバブリング用キャリアガ
スを供給する第2のバブリングライン、20は第2のバ
ブリングライン19に設けられたMFC,21はMFC
20の入口側で第2のバブリングライン19に設けられ
たバルブ、22は第2の■液ガス供給源18の入口側で
第2のバブリングライン19にBQ 4プられたバルブ
、23は第2の■液ガス供給源18から第2の■液ガス
をメインライン4又はベントライン5に供給する第2の
■液ガス供給ライン、24は第2の■液ガス供給ライン
23に設けられたバルブ、25A、25Bは第2の■液
ガス供給ライン23から供給される第2の■液ガスをメ
インライン4に供給するかベントライン5に供給するか
の切換えを行う切換えバルブである。26はV族のAS
H3を供給するV液ガス供給源、27はV液ガスをメイ
ンライン4又はベントライン5に供給するV液ガス供給
ライン、28はV液ガス供給ライン27に設けられたM
FC,29はMFC28の入口側でV液ガス供給うイン
27に設けられたバルブ、30A、30BはV液ガス供
給うイン27から供給されるv液ガスをメインライン4
に供給するかベントライン5に供給するかの切換えを行
う切換えバルブである。
FIG. 2 shows the configuration of a conventional vapor phase growth apparatus. In the figure, 1 is the reactor, 2 is the susceptor inside the reactor 1, 3 is the substrate supported by the susceptor 2, 4 is the main line that flows gas to the reactor 1, and 5 is the main line that bypasses the reactor 1 and goes directly to the exhaust side. Vent lines 6 and 7 through which gas flows are flow control valves (6 and 7) connected to the upstream side of each line 4.
8 is a carrier gas line for supplying a carrier gas consisting of H2 to the MFCs 6 and 7, and 9 is an exhaust line from the reactor 1. 10 is the TM of ■ tribe
A first ■liquid gas supply source that supplies G by vaporizing it by bubbling carrier gas; 11 is a first ■liquid gas supply source 1;
0 is a first bubbling line that supplies carrier gas for bubbling; 12 is a valve provided in the first bubbling line 11; MFC 113 is a valve provided in the first bubbling line 11 on the inlet side of MFCl 2; 1st
The valve 15 is provided in the first bubbling line 11 on the inlet side of the liquid gas supply source 10, and the valve 15 is for directing the first liquid gas from the first liquid gas supply source 11 to the main line 4 or vent line 5. The first liquid gas supply line 16 is a valve provided in the first liquid gas supply line 15.
7A and 17B are switching valves for switching between supplying the first liquid gas supplied from the first liquid gas supply line 15 to the main line 4 or the vent line 5. A second liquid gas supply source that vaporizes and supplies TMA by bubbling carrier gas, 19
20 is the MFC provided in the second bubbling line 19; 21 is the MFC; 20 is the MFC provided in the second bubbling line 19;
20 is a valve provided in the second bubbling line 19 on the inlet side of the liquid gas supply source 18; 22 is a valve provided in the second bubbling line 19 on the inlet side of the liquid gas supply source 18; A second liquid gas supply line that supplies liquid gas from the liquid gas supply source 18 to the main line 4 or vent line 5; 24 is a valve provided in the second liquid gas supply line 23; , 25A, and 25B are switching valves for switching between supplying the second liquid gas supplied from the second liquid gas supply line 23 to the main line 4 or the vent line 5. 26 is AS of V group
27 is a V liquid gas supply line that supplies V liquid gas to the main line 4 or vent line 5; 28 is an M provided in the V liquid gas supply line 27;
FC, 29 is a valve provided in the V liquid gas supply inlet 27 on the inlet side of the MFC 28, and 30A, 30B is a valve for directing the v liquid gas supplied from the V liquid gas supply inn 27 to the main line 4.
This is a switching valve that switches between supplying to the vent line 5 and the vent line 5.

このような気相成長装@では、MFCl2.20の制御
によって一定流量のH2ガスからなるキャリアガスを第
1.第2の■液ガス供給源10゜18に送ってバブリン
グにより第1.第2の■液ガスの一定流量をメインライ
ン4又はベントライン5に切換えバルブ17A、18B
、25A、25Bの切換えで供給する。また、V液ガス
も同様にMFC28の制御によって一定流量を切換えバ
ルブ30A、30Bの切換えで供給する。このとき、M
FC6,7から送るキャリアガスによって前述した第1
.第2の■液ガス及びV液ガスの全体の希釈をしている
In such a vapor phase growth apparatus @, a carrier gas consisting of H2 gas at a constant flow rate is supplied to the first. The second liquid gas supply source 10°18 is sent to the first liquid gas supply source 10°18 by bubbling. 2. Switch the constant flow rate of liquid gas to the main line 4 or vent line 5 with valves 17A and 18B.
, 25A, and 25B. Similarly, the V liquid gas is supplied at a constant flow rate under the control of the MFC 28 by switching the switching valves 30A and 30B. At this time, M
The carrier gas sent from FCs 6 and 7 allows the first
.. Second (1) The entire liquid gas and V liquid gas are diluted.

[発明が解決しようとする課題] このようなガスの制御方法では、メインラインとベント
ラインの朗々の総流量が異なること、メインライン4に
はリアクタ1が接続されているのに対しベントライン5
はリアクタ1が接続されていないことによる配管抵抗の
差等によってメインライン4とベントライン5とで内部
圧が異なり、このため第1の■液ガスをバルブ17Aか
ら17Bへ、あるいはバルブ17Bから17Aへ切換え
た場合、MFCl 2が変動する問題点がある。このよ
うにMFCI 2が変動すると、第3図に示すようにG
aAsの基板31上のGaAs膜32のtにAAGaA
a膜33を結晶成長させるx     1−x 場合、ガスを切換えた界面が荒れたり、界面の急峻性が
悪くなったりする問題点が生じる。高速電子デバイスで
ある高電子移動度トランジスタ(HEMT)では、界面
の急峻性は20Å以下を要求されているが、このような
ガス切換えではとても無理である。
[Problems to be Solved by the Invention] In such a gas control method, the main line and the vent line have different total flow rates, and while the reactor 1 is connected to the main line 4, the vent line 5
The internal pressure is different between the main line 4 and the vent line 5 due to the difference in piping resistance due to the fact that the reactor 1 is not connected. When switching to MFCl2, there is a problem that MFCl2 fluctuates. When MFCI 2 fluctuates in this way, G
AAGaA on the GaAs film 32 on the aAs substrate 31
When crystal-growing the a-film 33 x 1-x , problems arise in that the interface where the gas is switched becomes rough and the steepness of the interface deteriorates. In a high electron mobility transistor (HEMT), which is a high-speed electronic device, the steepness of the interface is required to be 20 Å or less, which is extremely difficult to achieve with such gas switching.

本発明の目的は、切換えバルブの切換えを行ってもメイ
ンラインとベントラインで内部圧力が変動せず、MFC
の流れを安定させてガスの供給を行うことができ、また
リアクタ内の圧力も安定させることができる気相成長装
置のガス制御方法を提供することにある。
The purpose of the present invention is to prevent the internal pressure from fluctuating between the main line and vent line even when switching the switching valve, and to
An object of the present invention is to provide a gas control method for a vapor phase growth apparatus, which can supply gas while stabilizing the flow of gas, and can also stabilize the pressure inside a reactor.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明はガスをリアクタに供給するメインラインと、
前記ガスを前記リアクタに供給しないで直接排気側に排
出するベントラインとを備え、切換えバルブの制御によ
り前記メインラインに気相成長用ガスを供給するときに
は前記ベントラインにキャリアガスを供給し、前記ベン
トラインに前記気相成長用ガスを供給するときには前記
メインラインに前記キャリアガスを供給する気相成長装
置のガス制御方法において、前記メインラインと前記ベ
ントラインに流れる前記ガスの朗々の総流量が同じにな
るように制御し、前記メインラインと前記ベントライン
との各内圧が同じになるように制御し、且つ前記リアク
タの内圧が一定となるように制御することを特徴とする
[Means for Solving the Problems] To explain in detail the present invention for achieving the above object, the present invention includes a main line that supplies gas to a reactor;
and a vent line for discharging the gas directly to the exhaust side without supplying the gas to the reactor, and when supplying the gas for vapor phase growth to the main line by controlling a switching valve, a carrier gas is supplied to the vent line, In a gas control method for a vapor phase growth apparatus in which the carrier gas is supplied to the main line when the gas for vapor phase growth is supplied to the vent line, the total flow rate of the gas flowing to the main line and the vent line is The internal pressures of the main line and the vent line are controlled to be the same, and the internal pressure of the reactor is controlled to be constant.

[作 用] このようにガスの制御を行うと、メインラインとベント
ラインの差圧が常に0となり、切換えバルブによって気
相成長用ガスとキャリアガスのいずれかがりアクタに供
給されても、リアクタのガス圧は変動しない。これによ
りガスの流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタ
キシャル基板を得ることができる。
[Function] By controlling the gas in this way, the differential pressure between the main line and the vent line will always be 0, and even if either the vapor phase growth gas or the carrier gas is supplied to the reactor by the switching valve, the reactor will not react. Gas pressure does not fluctuate. As a result, the gas flow is always stable, so an epitaxial substrate with a steep interface can be obtained.

[実施例] 以下、本発明の実施例を第1図を参照して詳細に説明す
る。なお、前述した第2図と対応する部分には同一符号
をつけて示している。本実施例では、■液ガスを送るの
にメインライン4とベントライン5とを用い、V液ガス
を送るのに別のメインライン34とベントライン35と
を用いており、これに伴い切換えバルブ30A、30B
はメインライン34とベントライン35とに設けている
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Note that parts corresponding to those in FIG. 2 described above are designated by the same reference numerals. In this embodiment, (1) the main line 4 and vent line 5 are used to send liquid gas, and another main line 34 and vent line 35 are used to send (V) liquid gas, and accordingly a switching valve is used. 30A, 30B
are provided on the main line 34 and the vent line 35.

図において、36.37はメインライン34とベントラ
イン35の各上流側に接続されていてキャリアガスライ
ン8から供給されるキャリアガスの流量を制御するMF
C,38,,139は各メイン4゜34の絶対圧を計測
する圧力計、40はメインライン4とベントライン5の
差圧を検出してその差圧がOになるような制御信号をM
FC7に送る差圧計、41はメインライン34とベント
ライン35の差圧を検出してその差圧がOになるような
制御信号をMFC37に送る差圧計である。42は第1
の■液ガス供給ライン15からメインライン4又はベン
トライン5に送る第1の■液ガスの希釈を希釈用キャリ
アガスで行う第1の希釈ライン、43は第1の希釈ライ
ン42に設けられたMFC。
In the figure, MFs 36 and 37 are connected to the upstream sides of the main line 34 and the vent line 35 and control the flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas line 8.
C, 38, 139 are pressure gauges that measure the absolute pressure of each main line 4°34, and 40 is a control signal that detects the differential pressure between the main line 4 and vent line 5 and makes the differential pressure O.
The differential pressure gauge 41 sent to the FC 7 is a differential pressure gauge that detects the differential pressure between the main line 34 and the vent line 35 and sends a control signal such that the differential pressure becomes O to the MFC 37. 42 is the first
A first dilution line 43 is provided in the first dilution line 42 for diluting the liquid gas with a dilution carrier gas. M.F.C.

44はMFC43の入口側で第1の希釈ライン42に設
けられたバルブ、45は第1の■液ガス供給うイン15
から第1の■液ガスが供給されていないライン4又は5
に対して該第1の■液ガス供給うイン15に流れている
第1の■液ガスの流量と同じ流量の流は補償用キャリア
ガスを送って流量の補償を行う第1の流量補償ライン、
46は第1の流世補償ライン45に設けられたMFCで
ある。このMFC46の設定流量は、MFCI 2とM
FC43の各設定流量の和になるように定められている
。47はMFC46の入口側で第1の流量補償ライン4
5に設けられたバルブ、48A。
44 is a valve provided in the first dilution line 42 on the inlet side of the MFC 43, and 45 is the first liquid gas supply inlet 15.
to the first line 4 or 5 to which liquid gas is not supplied.
In contrast, a flow having the same flow rate as the first liquid gas flowing into the first liquid gas supply line 15 is connected to a first flow rate compensation line that sends a compensation carrier gas to compensate for the flow rate. ,
Reference numeral 46 denotes an MFC provided in the first passing compensation line 45. The set flow rate of this MFC46 is MFCI 2 and M
It is determined to be the sum of each set flow rate of the FC43. 47 is the first flow compensation line 4 on the inlet side of the MFC 46
Valve provided at 5, 48A.

48Bは第1の流量補償ライン45から供給される流量
補償用のキャリアガスをメインライン4に供給するかベ
ントライン5に供給するかの切換えを行う切換えバルブ
である。切換えバルブ17A。
Reference numeral 48B is a switching valve that switches between supplying carrier gas for flow rate compensation supplied from the first flow rate compensation line 45 to the main line 4 or to the vent line 5. Switching valve 17A.

17Bと48A、48Bとは、一方の対角線上の切換え
バルブが共に開のとき、他方の対角線上の切換えバルブ
が共に閉となるように制御を受けるようになっている。
17B, 48A, and 48B are controlled so that when the switching valves on one diagonal line are both open, the switching valves on the other diagonal line are both closed.

49は第2の■族ガス供給うイン23からメインライン
4またはベントライン5に送る第2の■族ガスの希釈を
キャリアガスで行う第2の希釈ライン、50は第2の希
釈ライン49に設けられたMFC,51はMFC50の
入口側で第2の希釈ライン49に設けられたバルブ、5
2は第2の■族ガス供給ライン23から第2の■族ガス
が供給されていないライン4又は5に対して第2の■族
ガス供給うイン23に流れている第2の■族ガスの流量
と同じ流量の流量補償用キャリアガスを送って流量の補
償を行う第2の流M補償ライン、53は第2の流量補償
ライン52に設けられたMFCである。このMFC53
の設定流帛は、MFC20とMFC50の各設定流■の
和になるように定められでいる。54はMFC53の入
口側で第2の流量補償ライン52に設けられたバルブ、
55A、55Bは第2の流量補償ライン52から供給さ
れる流量補償用のキャリアガスをメインライン4に供給
するかベントライン5に供給するかの切換えを行う切換
えバルブである。
49 is a second dilution line that dilutes the second group III gas sent from the second group III gas supply in 23 to the main line 4 or vent line 5 with a carrier gas; and 50 is the second dilution line 49. The provided MFC 51 is a valve 5 provided in the second dilution line 49 on the inlet side of the MFC 50.
2 is a second group III gas flowing from the second group III gas supply line 23 to the second group III gas supply line 23 to line 4 or 5 to which the second group III gas is not supplied. A second flow M compensation line 53 is an MFC provided in the second flow rate compensation line 52, which sends a carrier gas for flow rate compensation at the same flow rate as the flow rate to compensate for the flow rate. This MFC53
The setting flow is determined to be the sum of each setting flow (2) of the MFC 20 and the MFC 50. 54 is a valve provided in the second flow compensation line 52 on the inlet side of the MFC 53;
55A and 55B are switching valves that switch between supplying the carrier gas for flow rate compensation supplied from the second flow rate compensation line 52 to the main line 4 or to the vent line 5.

切換えバルブ25A、25Bと55A、55Bとは、一
方の対角線上の切換えバルブが共に開のとき、他方の対
角線上の切換えバルブが共に開となるように制御を受け
るようになっている。
The switching valves 25A, 25B and 55A, 55B are controlled so that when the switching valves on one diagonal line are both open, the switching valves on the other diagonal line are both open.

56は排気ライン9に接続されている排気ユニット、5
7はリアクタ1内の絶対圧力を測定している圧力計であ
る。排気ユニット56は圧力計57からの信号で排気の
制御を行うようになっている。
56 is an exhaust unit connected to the exhaust line 9;
7 is a pressure gauge that measures the absolute pressure inside the reactor 1. The exhaust unit 56 is configured to control exhaust based on a signal from a pressure gauge 57.

次に、このような気相成長装置におけるガス制御方法を
説明する。第1の■族ガス供給源10をMFCI 2か
らのバブリング用キャリアガスによってバブリングし、
得られた第1の■族ガスを第1の■族ガス供給ライン1
5に送り出す。この第1の■族ガス供給ラインでは、M
FC43から送られて来る希釈用キャリアガスで第1の
■族ガスの希釈を行う。第1の■族ガス供給源10内で
は第1の■族ガスは飽和蒸気圧に近いが、この希釈によ
って飽和蒸気圧ではなくなる。MFCI 2と43に流
れるガスの流量の総和が、第1の■族ガス供給うイン1
5を経てメインライン4又はベントライン5に切換えバ
ルブ17A、17Bの切換えにより流れ込む。この第1
の■族ガス供給うイン15からメインライン4又はベン
トライン5のいずれか一方に流れ込む第1の■族ガスの
流通と同じ流量の流量補償用キャリアガスがMFC46
の制御によりメインライン4又はベントライン5の他方
に流れ込む。この場合、第1の■族ガスがメインライン
4とベントライン5とのいずれか一方のラインに流れ込
んでいるとき、他方のラインには流量補償用主1シリア
ガスが流れ込むように、切換えバルブ17A、17Bと
48A、48Bの切換え制御が行われる。従って、メイ
ンライン4とベントライン5には常に同じ流量のガスが
流れ、しかも両ライン4,5は差圧がOになるように差
圧計40とMFC7によって制御されているので、切換
えバルブ17A、17Bと48A、48Bとの切換えが
行われても圧力変動は生じない。ゆえに、リアクタ1に
はメインライン4から第1の■族ガスが流れ込んでも流
量補償用キャリアガスが流れ込んでも圧力変動は生じな
い。
Next, a gas control method in such a vapor phase growth apparatus will be explained. bubbling the first Group III gas supply source 10 with a bubbling carrier gas from the MFCI 2;
The obtained first group ■ gas is transferred to the first group ■ gas supply line 1.
Send it out on 5th. In this first group III gas supply line, M
The first group (2) gas is diluted with the dilution carrier gas sent from the FC43. In the first group (1) gas supply source 10, the first group (1) gas has a near saturated vapor pressure, but due to this dilution, the pressure is no longer saturated. The sum of the gas flow rates flowing into MFCIs 2 and 43 is the sum of the gas flow rates flowing into MFCI 2 and 43.
5 and flows into the main line 4 or vent line 5 by switching the switching valves 17A and 17B. This first
The carrier gas for flow rate compensation at the same flow rate as the flow of the first group III gas flowing into either the main line 4 or the vent line 5 from the group III gas supply in 15 is supplied to the MFC 46.
Flows into the other of the main line 4 or the vent line 5 under the control of. In this case, when the first Group III gas is flowing into either the main line 4 or the vent line 5, the switching valve 17A, Switching control between 17B, 48A, and 48B is performed. Therefore, the same flow rate of gas always flows through the main line 4 and vent line 5, and both lines 4 and 5 are controlled by the differential pressure gauge 40 and MFC 7 so that the differential pressure is O, so the switching valve 17A, Even if switching between 17B, 48A, and 48B is performed, no pressure fluctuation occurs. Therefore, no pressure fluctuation occurs even when the first Group 1 gas flows into the reactor 1 from the main line 4 or when the carrier gas for flow rate compensation flows into the reactor 1.

第2の■族ガス供給源18側においても、同様にして第
2の■族ガス供給うイン23からメインライン4又はベ
ントライン5の何れか一方に流れ込む第2の■族ガスの
流量と同じ流量の流量補償用キャリアガスがMFC53
の制御でメインライン4又はベントライン5の他方に流
れ込む。
Similarly, on the second group III gas supply source 18 side, the flow rate is the same as the flow rate of the second group III gas flowing from the second group III gas supply in 23 to either the main line 4 or the vent line 5. The carrier gas for flow rate compensation is MFC53.
Flows into the other of the main line 4 or vent line 5 under the control of

リアクタ1側においては、その内部圧力が圧力計57で
検出され、この内部圧力が一定となるように排気ユニッ
ト56が制御される。排気ユニット56としては、回転
数が制御される真空ポンプか、排気ライン9にバランス
ガスを流す流量制御弁等が用いられる。
On the reactor 1 side, its internal pressure is detected by a pressure gauge 57, and the exhaust unit 56 is controlled so that this internal pressure is constant. As the exhaust unit 56, a vacuum pump whose rotation speed is controlled, a flow rate control valve that flows a balance gas into the exhaust line 9, or the like is used.

リアクタ1内で反応が起こると、 ASH3+Ga (CH3)3−>GaAs+3CH4 となり、右辺は4分子、左辺は2分子なので、リアクタ
1内の圧力は少し上る。キャリアガスの流量に比してA
SH3、TMGの流量は共に小さいのであまり大きな値
ではないが、減圧MOCVD法の場合、排気ユニット5
6の制御、MFC7゜37の制御が微妙に必要である。
When a reaction occurs in the reactor 1, ASH3+Ga (CH3)3->GaAs+3CH4, and since there are 4 molecules on the right side and 2 molecules on the left side, the pressure inside the reactor 1 increases slightly. A compared to the carrier gas flow rate
The flow rates of SH3 and TMG are both small, so it is not a very large value, but in the case of the low pressure MOCVD method, the exhaust unit 5
6 control and MFC7°37 control are delicately required.

減圧MOCVDの場合、リアクタ1内は50〜150同
rrテあり、m族ガス供給′fJ!10. 18+7)
圧力はほぼ大気圧なので、メインライン4の末端の絞り
弁58とベントライン5,35の末端の絞り弁59を用
いて圧力差を設ける。
In the case of low-pressure MOCVD, there are 50 to 150 rr te inside the reactor 1, and the m group gas is supplied 'fJ! 10. 18+7)
Since the pressure is approximately atmospheric pressure, a pressure difference is created using a throttle valve 58 at the end of the main line 4 and a throttle valve 59 at the ends of the vent lines 5 and 35.

[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る気相成長装置のガス制
御方法によれば、メインラインとベントラインの差圧が
常にOとなり、切換えバルブによって気相成長用ガスと
キャリアガスのいずれがリアクタに供給されても、リア
クタのガス圧が変動しない利点がある。これによりガス
の流れが常に安定するので、界面の急峻なエピタキシャ
ル基板を1することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the gas control method for a vapor phase growth apparatus according to the present invention, the differential pressure between the main line and the vent line is always O, and the switching valve switches between the vapor phase growth gas and the carrier gas. There is an advantage that the gas pressure in the reactor does not fluctuate no matter which one is supplied to the reactor. As a result, the gas flow is always stabilized, so that an epitaxial substrate with a steep interface can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法を実施する気相成長装置の概略構
成図、第2図は従来の気相成長装置の概略構成図、第3
図はエピタキシャル基板の一例を示す縦断面図である。 1・・・リアクタ、2・・・サセプタ、3・・・基板、
4・・・メインライン、5・・・ベントライン、6,7
・・・MFC,8・・・キャリアガスライン、9・・・
排気ライン、10・・・第1の■族ガス供給源、11・
・・第1のバブリングライン、12・・・MFC,15
・・・第1の■族ガス供給ライン、17A、17B・・
・切換えバルブ、18・・・第2の■族ガス供給源、1
9・・・第2のバブリングライン、20・・・MFC1
23・・・第2の■族ガス供給ライン、26・・・V族
ガス供給源、27・・・V族カス供給ライン、28・M
FC130A、30B・・・切換えバルブ、34・・・
メインライン、35・・・ベントライン、36.37・
・・MFC,38,39・・・圧力計、40.41・・
・差圧計、42・・・第1の希釈ライン、43・・・M
FC145・・・第1の流は補償ライン、46・・・M
FC,48A、48B・・・切換えバルブ、4つ・・・
第2の希釈ライン、50・・・MFC152・・・第2
の流量補償ライン、53・・・MFC155A、55B
・・・切換えバルブ、56・・・排気ユニット、57・
・・圧力計。
FIG. 1 is a schematic diagram of a vapor phase growth apparatus for carrying out the method of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional vapor phase growth apparatus, and FIG.
The figure is a longitudinal cross-sectional view showing an example of an epitaxial substrate. 1...Reactor, 2...Susceptor, 3...Substrate,
4... Main line, 5... Vent line, 6,7
...MFC, 8...Carrier gas line, 9...
Exhaust line, 10... first group ■ gas supply source, 11.
...First bubbling line, 12...MFC, 15
...First group ■ gas supply line, 17A, 17B...
・Switching valve, 18...Second group ■ gas supply source, 1
9...Second bubbling line, 20...MFC1
23... Second group ■ gas supply line, 26... Group V gas supply source, 27... Group V scum supply line, 28.M
FC130A, 30B...Switching valve, 34...
Main line, 35... Bent line, 36.37.
・・MFC, 38, 39・・Pressure gauge, 40.41・・
・Differential pressure gauge, 42...first dilution line, 43...M
FC145...The first flow is the compensation line, 46...M
FC, 48A, 48B...Switching valve, 4...
2nd dilution line, 50...MFC152...2nd
Flow rate compensation line, 53...MFC155A, 55B
...Switching valve, 56...Exhaust unit, 57.
...Pressure gauge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ガスをリアクタに供給するメインラインと、前記ガス
を前記リアクタに供給しないで直接排気側に排出するベ
ントラインとを備え、切換えバルブの制御により前記メ
インラインに気相成長用ガスを供給するときには前記ベ
ントラインにキャリアガスを供給し、前記ベントライン
に前記気相成長用ガスを供給するときには前記メインラ
インに前記キャリアガスを供給する気相成長装置のガス
制御方法において、前記メインラインと前記ベントライ
ンに流れる前記ガスの刻々の総流量が同じになるように
制御し、前記メインラインと前記ベントラインとの各内
圧が同じになるように制御し、且つ前記リアクタの内圧
が一定となるように制御することを特徴とする気相成長
装置のガス制御方法。
A main line that supplies gas to the reactor and a vent line that discharges the gas directly to the exhaust side without supplying the gas to the reactor, and when supplying the vapor growth gas to the main line by controlling a switching valve, In a gas control method for a vapor phase growth apparatus in which a carrier gas is supplied to a vent line, and when the vapor phase growth gas is supplied to the vent line, the carrier gas is supplied to the main line, the main line and the vent line are control so that the total flow rate of the gas flowing through the reactor is the same, the internal pressures of the main line and the vent line are the same, and the internal pressure of the reactor is constant. A gas control method for a vapor phase growth apparatus, characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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