JPH04182387A - 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） この発明は気相成長装置に関し、特に、ヘテロ界面の急
峻性を要求される超高速電子デバイスや発受光デバイス
を製作だめのＭ　ＯＣＶ　Ｄ　（Ｍｅｔａｌ。

ｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）装置に係るものである。

（従来の技術） ＭＯＣＶＤ装置等の気相成長装置は、リアクターに原料
カスを流し込み、加熱されたサセプタ」二に置かれた基
板に化合物結晶をエピタキシャル成長させるものである
が、その場合、使用される原料ガスは数種類に及んでい
る。

したがって、従来の気相成長装置も」二連のように数種
類の原料ガスを使用するが、各原料ガスの系統図は類似
しているから、１種類の原料ガスだけの系統図を第３図
に例示している。

同図において、１は加熱されたサセプタ１ａ上に置かれ
た基板（図示せず）に化合物結晶をエピタキシャル成長
させるリアクター、２はリアクター１と並列に配置され
たダミーチャンバ、３はリアクターに１１□等のキャリ
ヤガスを流入させるリアクターライン、４はリアクター
ライン３に流れるキャリヤガスと同流量のキャリヤガス
をダミーチャンバ２に流すベントライン、５は後述の原
料カスと同流量のキャリヤカスをリアクターライン３ま
たはベントライン４に流すダミーライン、６は原料カス
をリアクターライン３またはベントライン４に流す原料
ライ〉゛、７は有機金属をキャリヤカスに飽和させるバ
ブラー、８はバブラー７内の圧力をモニターする圧力計
、９ａ、９ｂはタミーライン５を流れるキャリヤカスを
リアクターライン３またはベントライン４に流すために
、リアクター１の直前に設けられ、キャリヤガスの流れ
を切り換えるスイッチングバルブ、９ｃ、９ｄは原料ラ
イン６を流才する原料ガスをリアクターライン３または
ベントライン４に流すために、リアクター１の直前に設
けられ、原料カスの流れを切り換えるスイッチングバル
ブ、１０はバブラー７内の圧力を調整して、有機金属蒸
気等の蒸気圧を一定に保つニードル弁、１１はマスフ［
Ｉ−コントローラである。

このような上記気相成長装置においては、スイッチング
バルブ９ｃを開から閉、スイッチングバルブ９ｄを閉か
ら開にすることによって、原料ガスの流れをベントライ
ン４からリアクターライン３に切り換え、そして、この
切り換えられた原料ガスを、リアクターライン３を流れ
るキャリヤカスで希釈しながらリアクター１に流入させ
、加熱されたサセプタ１ａ上に置かれた基板（図示ぜず
）に化合物結晶をエピタキシャル成長させている。

反対に、原料ガスをリアクター１に流入させないときに
は、スイッチングバルブ９ｃを閉から開、スイッチング
バルブ９ｄを開から閉にすることによって、原料ガスの
流れをリアクターライン３からベントライン４に切り換
える。

（発明が解決しようとする課題） 従来の気相成長装置は１種類の原料ガスだけの系統図を
第３図に例示しているが、実際は、数種類の原料ガスを
第３図と同様の系統図に基づいて使用するものである。

そのため、リアクター１の設けられたマニホールド（図
示せず）には、原料ガスの種類と同数だけのリアクター
ライン３を接続しなければならず、それが原因で、マニ
ホールドの形状が複雑かつ大規模になる問題が起きた。

また、リアクター１に流入させる原料ガスのガス圧等の
流入条件を使用される全ての原料カスにお−へ　− いて同一にするためには、各原料ガスの系統図における
スイッチングバルブ９ｄと、リアクター１内のサセプタ
１ａとの間の距離を各原料カスごとに等しくしなければ
ならないか、」二記距離を各原料ガスごとに等しくしよ
うとすると、十記距離における空間が長くなる問題が起
きた。そこで、この空間を出来るだけ小さくしようとす
ると、今度は、使用される原料ガスの種類によって上記
距離が異なる問題が起きた。更に、−１−記のように原
料ガスを、リアクターライン３を流れるキャリヤガスで
希釈しながらリアクター１に流入させる場合、各原料ガ
スの系統図におけるスイッチングバルブ９ｄと、リアク
ター１内のサセプタ１ａとの間の距離が短ければ、原料
ガスのギヤリヤガスによる希釈が十分になされなくなる
問題が起きた。

この発明の目的は、従来の問題を解決して、マニホール
ドを小型化できるとともに、スイッチングバルブとサセ
プタとの間の距離を短くしても、原料ガスのキャリヤガ
スによる希釈が十分になされ、急峻なヘテロ界面をもつ
超高速電子デバイスや発受光デバイスを製作することの
できる気相成長装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、原料ガスをリ
アクターに流し込むことによって基板に化合物結晶をエ
ピタキシャル成長させる気相成長装置において、第１の
原料ガスを流す第１の原料ガスラインとキャリアガスを
流す第１のキャリアガスラインとを合流して形成された
第１のリアクターラインを、リアクターの手前で第１の
リアクター用分岐ラインと第１のベント用分岐ラインと
に分岐させ、その第１のリアクター用分岐ライン中に第
１のリアクター用弁を設けるとともに、第１のベント用
分岐うイン中にも第１のベント用弁を設け、更に、第２
の原料ガスを流す第２の原料ガスラインとキャリアガス
を流す第２のキャリアガスラインとを合流して形成され
た第２のリアクターラインを、リアクターの手前で第２
のリアクター用分岐ラインと第２のベント用分岐ライン
とに分岐させ、その第２のリアクター用分岐ライン中に
第２のリアクター用弁を設けるとともに、第２のベント
用分岐ライン中にも第２のベント用弁を設け、更にその
うえ、上記第１のリアクター用分岐ラインと上記第２の
リアクター用分岐ラインとを合流させ、それによって形
成されたリアクター用合流ラインをリアクターに接続す
るとともに、上記第１のヘンＩ・用分岐ラインと上記第
２のベント用分岐ラインとを合流させ、それによ−って
形成されたベント用合流ラインをベントラインに接続し
たことを特徴とするものである。

（作用） この発明においては、第１のリアクター用弁を開、第１
のベント用弁を閉、第２のリアクター用弁を閉、第２の
ベント用弁を開にしているとき、第１の原料ガスは第１
のリアクター用弁を通ってリアクター内に流入するよう
になるか、第２の原料カスは第２のベント用弁を通って
ベントラインに流れるようになる。一方、上記合弁の開
閉を切替え、第１のリアクター用弁を閉、第１のベント
用弁を開、第２のリアクター弁を開、第２のベント用弁
を閉にしたとき、第１の原料カスは第１のベント用弁を
通ってベントラインに流れるが、第２の原料ガスは第２
のリアクター弁を通ってリアクター内に流入するように
なる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図はこの発明の実施例の系統図を示しており、同図
において、２１は加熱されたサセプタ２１ａ上に置かれ
た基板（図示せず）に化合物結晶をエピタキシャル成長
させるリアクターである。

第１の原料ガスを流す第１の原料ガスライン２２とキャ
リアガスを流す第１のキャリアガスライン２３とを合流
して第１のリアクターライン２４が形成され、その第１
のリアクターライン２４はリアクター２１手前で第１の
リアクター用分岐ライン２５と第１のベント用分岐ライ
ン２６とに分岐され、そして、第１のリアクター用分岐
ライン２５中には第１のリアクター用弁２７が設けられ
、第１のベント用分岐ライン２６中には第１のベント用
弁２８か設けられている。一方、第２の原料カスを流す
第２の原料ガスライン２９とキャリアガスを流す第２の
ギヤリアガスライン３０とを合流して第２のリアクター
ライン３１か形成され、その第２のリアクターライン３
１はリアクター２１の手前で第２のリアクター用分岐ラ
イン３２と第２のベント用分岐ライン３３とに分岐され
、そして、第２のリアクター用分岐ライン３２中には第
２のリアクター用弁３４が設けられ、第２のベント用分
岐ライン３３中には第２のベンＩ・用弁３５が設けられ
ている。第１のリアクター用分岐ライン２５と第２のリ
アクター用分岐ライン３２とを合流してリアクター用合
流ライン３６か形成され、それはリアクター２１に接続
されている。また、第１のベント用分岐ライン２６と第
２のベント用分岐・ライン３３とを合流してベンＩ・用
合流ライン３７が形成され、それはベン）・ライン３８
に接続されている。

したがって、−４−記実施例においては、第１のリアク
ター用弁２７を開、第１のベント用弁２８を閉、第２の
リアクター用弁３４を閉、第２のベント用弁３５を開に
しているとき、第１の原料カスは第１のリアクター側弁
２７を通ってリアクター２１内に流入するようになるか
、第２の原料ガスは第２のベント用弁３５を通ってベン
トライン３８に流れるようになる。一方、上記６弁の開
閉を切替え、第１のリアクター側弁２７を閉、第１のベ
ント用弁２８を開、第２のリアクター弁３４を開、第２
のベント用弁３５を閉にしたとき、第１の原料カスは第
１のベント用弁２８を通ってベントライン３８に流れる
が、第２の原料ガスは第２のリアクター弁３４を通って
リアクター２１内に流入するようになる。そして、リア
クター２１内に流入した第１の原料ガスまたは第２の原
料ガスにより、サセプタ２１ａ上に置かれた基板に化合
物結晶がエピタキシャル成長するようになる。

次に、第２図（ａｌ、（ｂｌは上記実施例を用いてＧａ
Ａｓ／ＩｎＰへテロ成長をさせるときの応用例を示す系
統図である。まず、第２図（ａｌはＧ　ａ　Ａ　ｓ成長
時のカスの流れを示しており、第２図（ｂ）はＩｎＰ成
長成長力スの流れを示している。これらの図において、
４１ａ、４ｆｔ）はバブラー、４２はマスフ〔１−コン
ｌ−［＋−ラ、４３は流量調節弁、４４は排気ポンプで
、その他の符号で第１図の符号と同一のものは第１図の
ものと同一物である。

なお、−４１記実施例に用いられる原料カスには、有機
金属ガス、化合物半導体の原料カス等が挙げられる。

（発明の効果） この発明は次のような効果を奏する。

■第１のリアクター用弁、第１のベント用弁、第２のリ
アクター用弁、第２のペン１〜用弁に原料ノノスが達す
る前に、原料ガスの希釈か予めキャリアガスて行われて
いるので、上記６弁の切替時におれる圧力変動、流量変
動が起こらず、定常流のガス供給が可能になり、混合１
、うが起こらなくなる。

■ベントライン数を従来に比べて半数に減らすことがで
きるので、マニホールドの形状を小型化でき、その結果
、弁のシート面からリアクターまでの距離を短くできる
。また、−］−記合弁はプツトスペースがないので、上
記６弁の切替えは急峻に行なえる。

■上記■、■の結果、Ｉｆｆ−Ｖ族化合物半導体のへテ
ロ構造において急峻な界面が得られ、界面における組織
が安定となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の系統図、第２図（ａｌ、ｔ
ｂ＋はこの発明の実施例を用いてＧ　ａ　Ａ　ｓ　／　
Ｔ　ｎ　Ｐへテロ成長をさせるときの応用例を示す系統
図で、第２Ｂｌ（ａｌはＧａ−Ａｓ成長時のガスの流れ
を示す系統図、第２図（ｂ）はＩｎＰ成長成長力スの流
れを示す系統図である。第３図は従来の気相成長装置の
系統図である。 図中、 ２１・・・・リアクター ２２・・・・第１の原料ガスライン ２３・・・・第１のキャリアガスライン２４・・・・第
］のリアクターライン ２５・・・・第１のリアクター用分岐ライン２６・・・
・第１のベント用分岐ライン２７・・・・第１のリアク
ター側弁 ２８・・・・第１のベント用弁 ２９・・・・第２の原料ガスライン ３０・・・・第２のキャリアガスライン３１・・・・第
２のリアクターライン ３２・・・・第２のリアクター用分岐ライン３３・・・
・第２のベント用分岐ライン３４・・・・第２のリアク
ター側弁 ３５・・・・第２のベント用弁 ３６・・・・リアクター用合流ライン ３７・・・・ベント用合流ライン ３８・・・・ベンＩ・ライン 特許出願人　日本真空技術株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原料ガスの流れをベントラインとリアクターライン
   との間で相互に切り換え、原料ガスをリアクターに流し
   込むことによって加熱されたサセプタ上に置かれた基板
   に化合物結晶をエピタキシャル成長させる気相成長装置
   において、第１の原料ガスを流す第１の原料ガスライン
   とキャリアガスを流す第１のキャリアガスラインとを合
   流して形成された第１のリアクターラインを、リアクタ
   ーの手前で第１のリアクター用分岐ラインと第１のベン
   ト用分岐ラインとに分岐させ、その第１のリアクター用
   分岐ライン中に第１のリアクター用弁を設けるとともに
   、第１のベント用分岐ライン中にも第１のベント用弁を
   設け、更に、第２の原料ガスを流す第２の原料ガスライ
   ンとキャリアガスを流す第２のキャリアガスラインとを
   合流して形成された第２のリアクターラインを、リアク
   ターの手前で第２のリアクター用分岐ラインと第２のベ
   ント用分岐ラインとに分岐させ、その第２のリアクター
   用分岐ライン中に第２のリアクター用弁を設けるととも
   に、第２のベント用分岐ライン中にも第２のベント用弁
   を設け、更にそのうえ、上記第１のリアクター用分岐ラ
   インと上記第２のリアクター用分岐ラインとを合流させ
   、それによって形成されたリアクター用合流ラインをリ
   アクターに接続するとともに、上記第１のベント用分岐
   ラインと上記第２のベント用分岐ラインとを合流させ、
   それによって形成されたベント用合流ラインをベントラ
   インに接続したことを特徴とする気相成長装置。