JPH03205395A

JPH03205395A - ガス分子線バルブ

Info

Publication number: JPH03205395A
Application number: JP82090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Karahashi; 一浩唐橋; Jiro Matsuo; 二郎松尾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-01-06
Filing date: 1990-01-06
Publication date: 1991-09-06

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］ガス分子線エビタキシャル或長装置などに設けるガス分
子線バルプの構或に関し、従来よりも一層急速にガス流を開閉でき、しかも、ガス
漏れのないことを目的とし、ピエゾアクチェー夕を動作させ、ダイヤフラムを介して
薄板に設けた鏡面仕上げ面からなるオリフィスにブラン
ジャを着脱させて、前記オリフイスからガス分子線を流
入または停止させるように構成する。

［産業上の利用分野］本発明はガス分子線エビタキシャル或長装置などに設け
るガス分子線バルブの構成に関する。

例えば、ガス分子線エビタキシー法は反応ガスを熱分解
させてＧａＡｓやＳｉなどの分子線をエビタキシャル威
長させる方法であるから、ガス量の制御は極めて重要で
ある。

［従来の技術］さて、ガスソースを用いるガス分子線エビタキシー（ガ
スＭＢＥ）法は、金属ソースを用いる分子線エビタキシ
ー法に比べてソース交換が不要な工業生産上の利点があ
り、且つ、急速なガス流の開閉のために急峻なヘテロ界
面が形戒できる長所があるものである。

そのようなガス分子線エビタキシャル或長装置に用いら
れるガスソースは、例えば、ガス導入配管に設けた半導
体プロセス用ピエゾバルブ（市販品；マスフローコント
ローラの一種）用いてガス流の流入，停止を制御してい
る。

第２図は従来のピエゾバルブの要部断面図を示しており
、図中の記号１はピエゾアクチュエータ（ｐｉｅｚｏ　
ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｃｔｕａｔｏｒ　　；圧電制御開
閉装置）．２はダイヤフラム（受圧素子），３はプラン
ジャ　（ｐｌｕｎｇｅｒ　　；ピストン），４はスプリ
ング，５は金属ブロック，６はガス導入配管，７はガス
導出配管．８は金属ケースである。

このようなガス分子線パルブはピエゾアクチュエータ１
を電気的にオンオフさせて、ダイヤフラム２を動作させ
、これをプランジャ３に伝え、そのプランジャによって
ガスの導出入口を開閉させて急速にガス流を流入・遮断
する構成である。従って、ガス分子線エビタキシャル或
長装置に好適な開閉バルブであるが、他のガス流の急速
な開閉を要する半導体製造装置にも好適な開閉バルブで
ある。また、その構或部材、すなわち、プランジャ３，
金属ブロック５．配管６．７や金属ケース３８などは耐蝕性材で作威され、アルシン（Ａｓ　Ｈ　３
）１　トリメチルガリウム（ＴＭＧ），モノシラン（Ｓ
ｉＨ４）などの腐蝕性ガスに耐性のある材料である。

また、より急速な開閉が可能なパルス分子線ハルブとし
て市販されているものは、薄板に設けたオリフィスをピ
エゾアクチュエータにより直接駆動している。そのため
、そのビエゾアクチュエータなどの構或部品は導入ガス
に曝されている。且つ、その薄板は鏡面仕上げが施され
ていない。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記のようなピエゾハルブは急速にガス流を開
閉できるとはいうものの、金属ブロック５の中の導路を
満たしているガスはプランジャ３による遮断後にも流れ
出す問題もあって、まだ充分とは言い得ない。しかし、
従来のパルス分７線バルブは鏡面仕上げ面を使用してい
ないため、ガス漏れを起こす欠点がある。また、ピエゾ
アクチュエー夕がガス流に曝されるため、耐蝕性の問題
４もある。半導体製造プロセスにおいて、ガス開閉は早急
なほど高集積化，高速動作など高性能な半導体装置（Ｉ
Ｃ，ＬＳＩなど）の作或に有利であり、また、一方、腐
蝕性ガスの使用を避けることができない。

本発明はこれらの欠点を低減させて、従来よりも一層早
急にガス流を開閉でき、しかも、ガス漏れのないことを
目的としたガス分子線バルブを提案するものである。

［課題を解決するための手段］その目的は、ピエヅアクチェー夕を動作させ、ダイヤフ
ラムを介して薄板に設けた鏡面仕上げ面からなるオリフ
ィスにプランジャを着脱させて、前記オリフィスからガ
ス分子線を流入または停止させるように構成したガス分
子線パルブによって達戒される。

「作用１即ち、木発明は、薄板に設けたオリフイス（５孔；　ｏｒｉｆｉｃｅ　）にプランジャを押圧または離
脱させてガス流の流入または停止を図るが、その接着部
を鏡面仕」二げ面にしておく。また、オリフィスは薄板
に設けて、従来の金属ブロック内のようなガス流の残り
がないようにする。

そうすれば、従来よりも早急にガス流を開閉てき、しか
も、鏡面仕上げ面への接触であるから、遮蔽時にガス漏
れがなくなる。

［実施例］以下，図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるガス分子線ハルブの要部断面図
を示しており、記号１１はビエゾアクチプ，工一タ，１
２ばダイヤフラム，１３はプランシャ，１４はスプリン
グ，１５は金属薄板，１６はガス導入配管１８は第１金
属ケース，１９は第２金属ケース，２０は金属薄板１５
に設けたオリフィス，１５Ｍは金属薄板の鏡面仕上げ面
である。

このように、本発明にかかるガス分子線ハルブ６はプランジャ１３に対向した金属薄板１５にオリフィス
２０が構成されているために、従来の金属ブロック５内
のようなガス残りが殆どなく極めて早急にガス流を流入
・遮断できる。且つ、可能なれば、この金属薄板１５を
真空或長室（図示せず）に直結する。しかも、金属薄板
１５のオリフィス２０周囲は鏡面仕上げ面１５Ｍになっ
ているために、プランジャの押圧時にはガス流を完全に
遮断できる。

更に、外ケースは第１金属ケース１８と第２金属ケース
１９とに分離して、第１金属ケース１８にほぼ完全にダ
イヤフラムに接着しているために、ピエゾアクチュエー
タ１１を収容した第２金属ケース１９にガス流が入り込
むことが少なく、従って、ビエゾアクチュエータの腐蝕
が減少する。なお、このピエゾアクチュエータ１１は強
誘電体のセラミックス材からなり、ダイヤフラムは薄い
金属製の材料であるから上記の気密構成は可能である。

且つ、本発明にかかるガス分子線バルブはパルス状にガ
ス分子線を照射することもできて、結晶威長層の制御性
を更に微細におこなうことができ７る。従って、本発明にかかるガス分子線バルブを使用し
たガス分子線エビタキシャル戒長装置によれば、高密度
・高速動作の高性能な半導体装置の製造に役立つもので
ある。

尚、上記はガス分子線エビタキシャル或長装置に本発明
にかかるガス分子線ハルブを適用ずる実施例で説明した
が、他のガスソースを用いる製造装置にも適用できるこ
とは勿論である。

［発明の効果］以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にかか
るガス分子線パルブを設けた製造装置によれば、高性能
な結晶或長層が得られて、半導体装置の性能向上に大き
く貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるガス分子線バルブρ要部断面図
、第２図は従来のピエゾハルブの要部断面図である。８図において、１　１１はピエゾアクチュエータ、２，１２はダイヤフラム、３，１３はプランジャ、４，１４はスプリング、５は金属ブロック、６，１６ばガス導入配管、７はガス導出配管、８は金属ケース、１５は金属薄板、１８は第１金属ケース、１９は第２金属ケース、２０はオリフィス、１５Ｍは金属薄板の鏡面仕上げ面を示している。９

Claims

【特許請求の範囲】

ピエゾアクチエータを動作させ、ダイヤフラムを介して
薄板に設けた鏡面仕上げ面からなるオリフィスにプラン
ジャを着脱させて、前記オリフィスからガス分子線を流
入または停止させるように構成したことを特徴とするガ
ス分子線バルブ。