JPH02102194A - 気相成長装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体薄膜の気相成長装置に関し、更に詳しく
は、減圧下で操作する気相成長装置の排気系統の改良に
関する。

（従来の技術） 例えば、Ｇ　ａ　Ａ　ｓやＩｎＰのような化合物半導体
の結晶基板の上に、Ｇ　ａ　Ａ　ｓやＡｌＧａＡｓのよ
うな化合物半導体の各薄膜を交互に積層して多層構造の
薄膜とするためには、有機金属を原料ガスとするＭＯＣ
ＶＤ方法（ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｅｍｍｉ
ｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ口ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が適用さ
れている。

この方法は、石英製のりアクタ内に加熱されたサセプタ
を配置し、このサセプタの上にＧａＡｓやｌｎＰの結晶
基板を置き、ここに、Ｇａ（ＣＨ：＋）ｓ。

Ａｌ２（ＣＨｓ）ｚ、　　Ｉｎ（ＣＨｓ）ｘ　、　Ａ　
ｓ　Ｈｓ　、　　Ｐ　Ｈｓのような反応ガスをキャリア
ガスであるＨｚと一緒に交互に通流して気相反応を行な
わせて、前記結晶基板の上にＧａＡｓ　、Ａｊ！Ａｓ、
ｌｎＰのような化合物半導体結晶のエピタキシャル成長
を交互に行なわせるという方法である。

このＭＯＣＶＤは、現在、実験プロセスの段階から工業
的プロセスの段階へと研究が移行する過程にある。そし
て、この場合、リアクタ内部の内圧を常圧にする方式と
減圧にする方式とが検討されている。

この両方式のうち、減圧方式は、リアクタ内における反
応ガスの流速が大きくなり、また、反応ガスの切換えを
迅速に行なえるという点で工業的プロセスとしては注目
を集めている。

この減圧方式の場合、リアクタの内部は通常１０〜２０
０　Ｔｏｒｒの減圧にされるため、リアクタよりも下流
側の排気系統には真空ポンプが配置されてこの真空ポン
プが直接リアクタ内のガスを排気する。このときに用い
られている真空ポンプは、一般に、安価な油回転ポンプ
である。この真空ポンプで吸引された廃ガスは、そのな
かに混入する未反応の上記反応ガスや反応生成物の一部
が廃ガス処理装置で処理・除去されたのち、これら混入
物が許容限度未満であることをｌ＋ｌ１ｆｆして廃棄ブ
ロアーによって大気中に放出される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した減圧方式の排気系統においては
、次のような不都合な問題が生じている。

まず、真空ポンプはりアクタから直接廃ガスを吸引する
ため、廃ガス中に混入している未反応の反応ガスと真空
ポンプの油とが反応し、例えばＡＩＶ、やＧａの粉末を
生成してポンプ内壁やプレートに付着し、真空ポンプを
損傷する事態が発生するという問題である。

このような状態になると、真空ポンプは正常な動作をし
なくなり、その結果、長時間に亘すリアクタ内を一定の
圧力に維持できなくなる。

そして、真空ポンプの機能を回復させるために、真空ポ
ンプを分解して修理しようとすると、ポンプ内壁やプレ
ートに付着していた前記Ａｊ２．　Ｇａなどが大気中の
酸素と反応して白煙を発生したり、極端な場合は火炎を
あげることもある。

いずれにしても、従来の減圧方式においては、廃ガス中
の未反応な反応ガスと真空ポンプ中の油や酸素との結合
により、真空ポンプの使用寿命が短くなる。それゆえ、
真空ポンプの分解修理の間隔は短くなり、装置を正常に
稼動するためのメンテナンス操作は増加せざるを得す、
工業的プロセスへの適用には不向きである。

本発明は、気相成長装置における従来の減圧方式の上記
問題点を解消し、真空ポンプの使用寿命を長くすること
ができ、それゆえ長期に亘って運転操作が可能な気相成
長装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、減圧下
で気相成長反応を進める気相成長装置の排気系統に、廃
ガス処理装置と真空ポンプとを、前記廃ガス処理装置を
上流側に位置づけて配置したことを特徴とする気相成長
装置が提供される。

（作用） 排気系統の上流側に位置する廃ガス処理装置は、リアク
タからの廃ガス中に混入する反応ガスを処理するので、
この装置よりも下流に位置する真空ポンプに前記反応ガ
スは流入しなくなり、真空ポンプの正常動作は阻害され
なくなる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に則して説明する。

第１図は、本発明装置の排気系統を示す概略図である。

図において、リアクタ１には排気系統２が接続されてい
る。

リアクタ１には、その′外部に図示しない加熱手段が周
設されていて、また内部にはサセプタの上にセットされ
た結晶基板が置かれている。そしてリアクタ内には、矢
線ｐのように、必要とする各反応ガスとキャリアガスが
導入され、結晶基板の上に所望の薄膜が気相成長する。

排気系統２は、フィルタ装置！ｉ２１．廃ガス処理装置
２２．真空ポンプ２３をこの順序でシリーズに接続して
構成されている。そして真空ポンプ２３の下流側には、
真空ポンプ２３から排気された処理済み廃ガスを更に処
理して無害なものにするための処理装置２４と、排気ブ
ロアー２５とがごの順序で接続されている。

反応ガスをリアクタｌ内に導入しながら、喜寿Ｖ＋　、
Ｖｔ、Ｖｓを開にして真空ポンプ２３を作動する。リア
クタｌの排気部１ａから排出された廃ガスは、フィルタ
装置２１．廃ガス処理装置２２゜真空ホンブ２３．処理
装置２４を経て、排気ブロアー２５を経て大気中に放出
される。

この過程で、廃ガス中の粉状物はフィルタ装置２１で濾
取される。そして、廃ガス中に混入する反応ガスは廃ガ
ス処理装置２２で処理される。そのため、真空ポンプ２
３に反応ガスが流入することはない。

ここで用いる廃ガス処理装置２２としては、例えば、反
応性ガスを処理するために、ペレット状になっている金
属酸化物を用いた吸着式（乾式）廃ガス処理装置を好適
なものとしてあげることができる。

真空ポンプ２３を流出した廃ガスは、更に処理装置２４
に導入され、ここで例えば廃ガス処理装Ｗ２２では処理
されなかったような反応ガス等が最終的に処理される。

なお、第２図に示したように、フィルタ装置２１と弁ｖ
１との中間から弁■、の後までの間に、弁■４．ターボ
ポンプ２６、真空ポンプ２７．弁■４をシリーズに接続
して構成したバイパス２゛を配設することにより、リア
クタ１．廃ガス処理装置２２、配管等の真空リークをチ
エツクすることができるようになる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の気相成長装置は
、その構成を、減圧下で気相成長反応を進める気相成長
装置の排気系統に、廃ガス処理装置と真空ポンプとを、
前記廃ガス処理装置を上流側に位置づけて配置したので
、真空ポンプには廃ガス中に混入する反応ガス等が流入
しないので、これら反応ガスによるｔ員傷を受けること
がなく、長期間その機能は低下しない。

例えば、石英ガラス等のりアクタ内に、ＳｉＣコーティ
グをしたカーボンをサセプタとしこの上に１ｎＰ基板を
セットした状態において、リアクタ内にＰＨ，、ＡｓＨ
３，Ｉｎ（ＣＩｌ＊）ｓ、　Ｇａ（Ｃ１ｌｉ）ｉの反応
ガスとキャリアガス（Ｈ２）を総量で２０　ｔ！／ｍ１
ｎ２ｉｔ人し、かつ真空ポンプ２３を作動せしめてリア
クタ１内を８０Ｔｏｒｒに維持して基板上にＩｎＧａＡ
ｓＰ結晶を作成する実験を進めたところ、真空ポンプ２
３は６０日間連続運転することができた０本発明の排気
系統から廃ガス処理装置２２を取除いて同様の実験を行
なったところ、真空ポンプ２３は数１０分の運転後に吸
引力が低下してリアクタ１の内圧は２００　Ｔｏｒｒに
上昇してしまった。

このように、本発明の装置は、ＭＯＣＶＤ法の工業プロ
セスとしての価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の排気系統の概略図、第２図は他
の実施例の概略図である。 １・・・リアクタ、１ａ・・・排気部、２・・・排気系
統、２１・・・フィルタ装置、２２・・・廃ガス処理装
置、２３・・・真空ポンプ、２４・・・処理装置、２５
・・・排気ブロアー 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 減圧下で気相成長反応を進める気相成長装置の排気系統
   に、廃ガス処理装置と真空ポンプとを、前記廃ガス処理
   装置を上流側に位置づけて配置したことを特徴とする気
   相成長装置。