JPH0594956A - Vapor growth device and vapor growth method therewith - Google Patents

Vapor growth device and vapor growth method therewith

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JPH0594956A
JPH0594956A JP4076480A JP7648092A JPH0594956A JP H0594956 A JPH0594956 A JP H0594956A JP 4076480 A JP4076480 A JP 4076480A JP 7648092 A JP7648092 A JP 7648092A JP H0594956 A JPH0594956 A JP H0594956A
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gas
line
flow rate
lines
dummy
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Nobuyuki Otsuka
信之 大塚
Yasushi Matsui
康 松井
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a vapor growth device where a thin film excellent in interface sharpness can be made to grow decreasing dummy lines in number, and block valve lines are lessened in number. CONSTITUTION:Gas supply lines A70, B71, and C72 are composed of AsH3 process lines A62, B65, and C68, and balance lines A61, B64, and C67. The gas supply lines A70, B71, C72, and a dummy line 62 become equal in viscosity flow-rate product through the balance lines A61, B64, and C67. When a film is formed, only the dummy line 62 is connected to a main line only while the gas of AsH3 (A), AsH3 (B), and AsH3 (C) is not used, whereby a vapor crystal growth device where a main line 1 is not changed in gas pressure with a single dummy line can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複数のプロセスガスライ
ンに対して1本のダミーラインで対応するために、異な
る組成の材料を積層する場合に開閉するバルブ数を半減
し、バルブの切り替えに伴うメインラインの圧力変動を
抑制することで界面急峻性に優れた超薄膜の形成を可能
としたと共に、高価なブロックバルブの数を著しく減少
させたことで安価で機器構成がシンプルでありながら、
極めて安定した結晶性を有し界面急峻性に優れた超薄膜
の形成を実現した気相成長装置およびそれを用いた気相
成長方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Since the present invention corresponds to a plurality of process gas lines with a single dummy line, the number of valves to be opened and closed when materials of different compositions are stacked is reduced by half, and switching of valves is possible. By suppressing the accompanying pressure fluctuations in the main line, it is possible to form an ultra-thin film with excellent interface steepness, and by significantly reducing the number of expensive block valves, it is inexpensive and the device configuration is simple,
The present invention relates to a vapor phase growth apparatus that realizes the formation of an ultrathin film having extremely stable crystallinity and excellent interface steepness, and a vapor phase growth method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の結晶成長装置の構成を図5に示す
(末松他、シ゛ャーナル オフ゛ クリスタル ク゛ロース J.Cryst. Growth,9
3,353(1988))。1は原料ガスを結晶成長室に供給するメ
インライン、2は結晶成長に必要ないガスを排出するた
めのベントライン、4,6,8,10,12,14はガ
スのメインライン1への流れを制御するエアバルブ、
5,7,9,11,13,15はガスのベントライン2
への流れを制御するエアバルブ、20,22,23,2
5,26,28はガス流量を100,100,180,
180,90,90ccmに制御するマスフローコント
ローラ、62はAのガスを供給するプロセスガスライン
であるガスラインA、60は、ガスラインAと流量の等
しい水素を供給するダミーラインA、65はBのガスを
供給するプロセスガスラインであるガスラインB、63
はガスラインBと流量の等しい水素を供給するダミーラ
インB、68はCのガスを供給するプロセスガスライン
であるガスラインC、66はガスラインCと流量の等し
い水素を供給するダミーラインCである。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional crystal growth apparatus is shown in FIG.
(Suematsu et al., Journal of Crystal Growth J.Cryst. Growth, 9
3,353 (1988)). 1 is a main line for supplying the raw material gas to the crystal growth chamber, 2 is a vent line for discharging a gas not necessary for crystal growth, and 4, 6, 8, 10, 12, and 14 are gas flows to the main line 1. Control the air valve,
5, 7, 9, 11, 13, 13 and 15 are gas vent lines 2
Valve to control the flow to, 20, 22, 23, 2
5, 26, 28 have gas flow rates of 100, 100, 180,
A mass flow controller for controlling 180, 90, 90 ccm, 62 is a process gas line for supplying the gas of A, gas line A, 60 is a dummy line A for supplying hydrogen having the same flow rate as gas line A, and 65 is for B. Gas line B, 63, which is a process gas line for supplying gas
Is a dummy line B for supplying hydrogen having the same flow rate as the gas line B, 68 is a gas line C which is a process gas line for supplying the gas of C, and 66 is a dummy line C for supplying hydrogen having the same flow rate as the gas line C. is there.

【0003】図5に示すようにガスラインA,B,C、ダ
ミーラインA,B,Cはそれぞれバルブ4〜15を介して
メインライン1とベントライン2の両方につながってい
る。
As shown in FIG. 5, the gas lines A, B and C and the dummy lines A, B and C are connected to both the main line 1 and the vent line 2 via valves 4 to 15, respectively.

【0004】以上のように構成された従来の気相結晶成
長装置においてその動作を説明する。結晶成長にAのガ
スを必要としない場合にはガスラインAのバルブ6は閉
でありバルブ7は開の状態にある。その結果ガスAはベ
ントラインに供給され結晶成長に寄与しないこととな
る。一方、ガスラインAと等しい流量に調整されたダミ
ーラインAのバルブ4は開でありバルブ5は閉である。
その結果ガスAと等しい流量の水素ガスがメインライン
に供給されることとなる。今、ガスAをメインラインに
供給する場合には、ガスラインAをメインラインに、ガ
スラインBをベントラインに接続すればよい。従って、
同時にバルブ4、7を閉にし5、6を開にすればよいこ
とになる。
The operation of the conventional vapor phase crystal growth apparatus configured as described above will be described. When the gas A is not required for crystal growth, the valve 6 of the gas line A is closed and the valve 7 is open. As a result, the gas A is supplied to the vent line and does not contribute to crystal growth. On the other hand, the valve 4 of the dummy line A whose flow rate is adjusted to be equal to that of the gas line A is open and the valve 5 is closed.
As a result, the hydrogen gas having the same flow rate as the gas A is supplied to the main line. When supplying the gas A to the main line, the gas line A may be connected to the main line and the gas line B may be connected to the vent line. Therefore,
At the same time, the valves 4 and 7 may be closed and the valves 5 and 6 may be opened.

【0005】その結果、メインラインとベントラインに
供給されるガスの流量に変化が無いためメインラインに
供給されるガスのトータルガス流量は一定となり、流量
変動により誘起されるメインラインのガスの圧力の変動
が抑制される。メインラインのガスの圧力が安定してい
るということは、供給するガスの流量が極めて小さい場
合に非常に重要となる。
As a result, since there is no change in the flow rate of the gas supplied to the main line and the vent line, the total gas flow rate of the gas supplied to the main line becomes constant, and the pressure of the gas in the main line induced by the fluctuation of the flow rate. Fluctuation is suppressed. The stable gas pressure of the main line is very important when the flow rate of the supplied gas is extremely low.

【0006】ダミーラインの無いガス供給系において、
流量の大きいガスラインをメインラインに接続した場合
メインラインのガス流量が増大することにより、メイン
ラインのガスの圧力が増大する。その結果、流量の小さ
いガスラインにおいては、ガスがメインラインからプロ
セスガスラインへ逆流する。特に、極めて薄い結晶例え
ば量子井戸構造を作製しようとした場合、数秒おきにガ
ス流の切り替えをする必要があるが、この場合にガスの
逆流が生ずるとバルブの切り替えのタイミングと実際に
供給されるガスの流れとではタイミングがずれてしま
い、結晶界面でそれぞれの結晶組成の変動を生じてしま
う。(以降はこの状態をさして、ガスの切れが悪いため
に結晶の界面急峻性が悪いと表現する。)以上に示した
ように界面急峻性に優れた結晶薄膜を得るためにはプロ
セスガスラインと等しい流量の水素のダミーラインが必
要とされてきた。
In a gas supply system without a dummy line,
When a gas line with a large flow rate is connected to the main line The gas flow rate of the main line increases, so that the gas pressure of the main line increases. As a result, in the gas line having a small flow rate, the gas flows backward from the main line to the process gas line. In particular, when trying to fabricate an extremely thin crystal such as a quantum well structure, it is necessary to switch the gas flow every few seconds. In this case, however, if a gas reverse flow occurs, the valve switching timing and the actual supply will be supplied. The timing is different from that of the gas flow, and each crystal composition changes at the crystal interface. (Hereinafter, this state will be referred to as poor interfacial steepness of the crystal due to poor gas outflow.) As described above, in order to obtain a crystalline thin film with excellent interfacial steepness, the process gas line Dummy lines of equal flow of hydrogen have been required.

【0007】一方上記のガスの逆流はプロセスガスの流
量が小さいことに問題があり、ガスの流量を一定以上に
保つため、図6に示した様に流量の小さいプロセスガス
ラインに対して、水素の希釈ラインを接続する方法が採
られてきた。
On the other hand, the above-mentioned reverse flow of gas has a problem that the flow rate of the process gas is small, and in order to keep the flow rate of the gas above a certain level, hydrogen is added to the process gas line having a small flow rate as shown in FIG. The method of connecting the dilution lines has been adopted.

【0008】1は原料ガスを結晶成長室に供給するメイ
ンライン、2は結晶成長に必要ないガスを排出するため
のベントライン、6,10,14はガスのメインライン
1への流れを制御するエアバルブ、7,11,15はガ
スのベントライン2への流れを制御するエアバルブ、3
は6,7,10,11,14,15のエアバルブを一つ
のブロック状の台座に近接して組み込んだブロックバル
ブ、21,22,25,28はそれぞれ流量を200,
1,100,200に制御するマスフローコントロー
ラ、62はAのガスを供給するガスラインA、61はガ
スラインAを希釈するための水素を供給する希釈ライン
A、65はBのガスを供給するガスラインB、68はC
のガスを供給するガスラインCである。
Reference numeral 1 is a main line for supplying a source gas to a crystal growth chamber, 2 is a vent line for discharging a gas not required for crystal growth, and 6, 10 and 14 are for controlling the flow of gas to the main line 1. Air valves 7, 11, 15 are air valves for controlling the flow of gas to the vent line 2, 3
Is a block valve 21, 22, 25, 28 in which 6, 7, 10, 11, 14, 15 air valves are installed close to one block-shaped pedestal, and the flow rate is 200, respectively.
A mass flow controller for controlling 1, 100, 200, 62 is a gas line A for supplying the gas of A, 61 is a dilution line A for supplying hydrogen for diluting the gas line A, and 65 is a gas for supplying the gas of B. Lines B and 68 are C
It is a gas line C for supplying the above gas.

【0009】以上のように構成された従来の気相結晶成
長装置装置においてその動作を説明する。結晶成長にA
のガスを必要としない場合にはガスラインA62のバル
ブ6は閉でありバルブ7は開の状態にある。その結果ガ
スAはベントラインに供給され結晶成長に寄与しないこ
ととなる。メインライン1へ大流量の例えば成分ガスと
してアルシンが供給された場合、ガスの切り替えにとも
なうメインラインのガス圧力の上昇による影響をガスの
流量が著しく小さいガスラインAは直接的に受けてメイ
ンライン1中を流れているガスがガスラインA62内に
逆流する。このメインラインからのガスの逆流を防ぐた
めにガスラインA62の流量を増加する必要がある。そ
のためにガスラインAに対して水素を供給しガスAを希
釈してガス流量を増加させて、圧力上昇にともなうガス
の逆流を防止することができる。結晶成長にガスAを必
要とする場合には、ガスラインAをメインラインに接続
すればよい。従って、同時にバルブ7を閉にし6を開に
すればよいことになる。
The operation of the conventional vapor phase crystal growth apparatus configured as described above will be described. A for crystal growth
When the above gas is not required, the valve 6 of the gas line A62 is closed and the valve 7 is open. As a result, the gas A is supplied to the vent line and does not contribute to crystal growth. When a large flow rate of, for example, arsine is supplied to the main line 1 as a component gas, the gas line A having a significantly small flow rate of gas is directly affected by the increase in the gas pressure of the main line accompanying the gas switching. The gas flowing in 1 flows backward into the gas line A62. It is necessary to increase the flow rate of the gas line A62 in order to prevent the reverse flow of gas from the main line. Therefore, hydrogen can be supplied to the gas line A to dilute the gas A to increase the gas flow rate and prevent the gas from flowing backward due to the increase in pressure. When the gas A is required for crystal growth, the gas line A may be connected to the main line. Therefore, at the same time, the valve 7 may be closed and the valve 6 may be opened.

【0010】バルブの切り替えによりメインラインの圧
力変動は若干生ずるが、メインラインのガスがガスライ
ンAへ逆流することはない。希釈ガスラインを必要とす
るガスラインは流量が少ないためにダミーラインは設置
されない。
Although a slight pressure fluctuation occurs in the main line by switching the valve, the gas in the main line does not flow back to the gas line A. The gas line that requires the dilution gas line does not have a dummy line because the flow rate is low.

【0011】ところで、ブロックバルブとは複数のバル
ブをメインラインにできるだけ近づけてコンパクトに集
積化し、ブロックバルブ内のメインラインの容積をきわ
めて小さくしておりガスの滞留によるガスの緩やかな組
成変化を抑制するものである。界面急峻性を得るにはガ
スの組成が急激に変化する必要があるが、そのためには
メインラインの容積をできるだけ小さくしガスの滞留を
防止する必要がある。
By the way, the block valve is a compact integration of a plurality of valves as close as possible to the main line, and the volume of the main line in the block valve is made extremely small, so that a gradual composition change of gas due to gas retention is suppressed. To do. The composition of the gas needs to change abruptly in order to obtain the interface steepness. To this end, it is necessary to make the volume of the main line as small as possible to prevent the gas from staying.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図5よう
な構成では、各プロセスラインに対してそれぞれダミー
ラインが必要となるためブロックバルブに供給するライ
ン数としてはプロセスガスラインの2倍のラインが必要
となる。つまり、ガスラインAからガスラインBへ切り
替える場合、バルブ4〜11の合計8個のバルブを切り
替える必要がありバルブ制御性の僅かのずれからメイン
ラインの圧力変動を生じてしまう。
However, in the configuration as shown in FIG. 5, since a dummy line is required for each process line, the number of lines to be supplied to the block valve is twice the process gas line. Becomes That is, when switching from the gas line A to the gas line B, it is necessary to switch a total of 8 valves of the valves 4 to 11, and a slight variation in valve controllability causes a pressure fluctuation in the main line.

【0013】さらにブロックバルブは1ライン当りの単
価が高価であるためにできるだけブロックバルブのライ
ン数を減らす必要もあった。
Further, since the block valve has a high unit price per line, it was necessary to reduce the number of lines of the block valve as much as possible.

【0014】一方図6のような構成ではブロックバルブ
のライン数は少ないが、メインラインに圧力変動を生じ
てしまい、精度のよい超薄膜の作製は不可能である。安
定した結晶の膜厚制御性を得ようとした場合には流量調
整用の希釈ラインに加えてそれぞれのプロセスラインに
対してメインガス圧力を安定化するダミーラインが必要
となり、図5と同様な構成となり、結局ブロックバルブ
のライン数を減少させることはできないという問題点を
有していた。
On the other hand, in the structure shown in FIG. 6, the number of lines of the block valve is small, but pressure fluctuations occur in the main line, and it is impossible to manufacture an ultrathin film with high accuracy. In order to obtain stable crystal film thickness controllability, a dummy line for stabilizing the main gas pressure is required for each process line in addition to the dilution line for adjusting the flow rate. However, the structure has the problem that the number of lines of the block valve cannot be reduced after all.

【0015】本発明はかかる点に鑑み、プロセスガスラ
インと各プロセスガスラインに対して供給ガスの粘度流
量積を一定とするために必要なガスを不活性ガス例えば
水素として供給するバランスラインより構成されるガス
供給ラインを用いることで、同時に成長室にガスを供給
しない複数のガス供給ラインの粘度流量積を一定とす
る。このガス供給グループに対しては、ダミーラインは
1本でよい。従って、ダミーラインは(グループ内のガ
ス供給ラインの数−1)本設置する必要がなくなり、ブ
ロックバルブの数も(グループ内のガス供給ラインの数
−1)個減少する。その結果として、極めて安定した結
晶性を有し、界面急峻性に優れた超薄膜を形成を可能と
したばかりでなく、高価なブロックバルブの必要ライン
数を約半分に減少する事で安価でありバルブ構成がシン
プルなガス供給ラインにより構成される気相成長装置を
提供することを目的とする。
In view of the above point, the present invention is composed of a process gas line and a balance line for supplying a gas necessary for keeping the viscosity flow rate product of the supply gas constant to each process gas line as an inert gas such as hydrogen. By using such a gas supply line, the viscosity flow rate products of a plurality of gas supply lines that do not supply gas to the growth chamber at the same time are made constant. Only one dummy line is required for this gas supply group. Therefore, it is not necessary to install dummy lines (the number of gas supply lines in the group-1), and the number of block valves is also reduced (the number of gas supply lines in the group-1). As a result, not only was it possible to form ultra-thin films with extremely stable crystallinity and excellent interface steepness, but it was also cheap because the number of lines required for expensive block valves was reduced to about half. It is an object of the present invention to provide a vapor phase growth apparatus having a simple gas supply line with a valve structure.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、プロセスガスを供給するプロセスガスライン
と、前記プロセスガスラインに流量調節ガスを供給する
バランスラインと、前記プロセスガスラインと前記バラ
ンスラインとからなるガス供給ラインと、流量調節ガス
を供給するダミーラインとを含むガス供給グループで構
成され、前記ガス供給グループ内の前記ガス供給ライン
は互いに同時にメインラインへプロセスガスを供給しな
い気相成長装置とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a process gas line for supplying a process gas, a balance line for supplying a flow control gas to the process gas line, the process gas line and the process gas line. The gas supply line includes a gas supply line including a balance line and a dummy line for supplying a flow rate adjusting gas, and the gas supply lines in the gas supply group do not simultaneously supply process gas to the main line. Use as a phase growth device.

【0017】ダミーラインとガス供給ラインの、粘度流
量積が等しくなるようにバランスラインの流量を調節す
る工程と、成長に必要な前記ガス供給ラインのプロセス
ガスをメインラインへ供給する工程と、全ての前記ガス
供給ラインのプロセスガスを前記メインラインに供給し
ていないときにのみ前記ダミーラインより前記メインラ
インにガスを供給する工程とを有する気相成長方法とす
るものである。
The steps of adjusting the flow rate of the balance line so that the viscosity flow rate products of the dummy line and the gas supply line are equal, and the step of supplying the process gas of the gas supply line necessary for growth to the main line are all included. And a step of supplying the gas from the dummy line to the main line only when the process gas in the gas supply line is not supplied to the main line.

【0018】[0018]

【作用】本発明は上記構成により、各ガス供給ラインの
粘度流量積を一定にするためにそれぞれのガスラインに
対してガスの粘度流量積が一定の値を取るようなバラン
スラインを設けている。配管内で発生する圧力はΔP=
32・μ・L・u/(g・d・d)であらわされる。こ
こでdは管またはニードルバルブの内径、gは重力加速
度、Lは長さ、μは流体の粘度、uは流体の平均速度で
ある。粘度の異なる流体で同じ圧力差ΔPを発生させる
場合μ・uを等しくする必要がある。但し、流量がレイ
ノルズ数Re=d・u・ρ/μを越える場合には圧力差
ΔP=f・L・ρ・u・u/(2・g・m)となり、流
量の二乗と比重の積であらわされるが便宜上f・ρ・u
・uも粘度流量積として示した。ここで、fは摩擦係数
(Friction factor)、mは動水半径(Hydraulic mea
n depth)、ρは流体の密度である。バランスラインに
より供給するガスは不活性ガスであれば問題なく、例え
ば水素や窒素等が適当である。このバランスラインによ
りブロックバルブに流入する各ガス供給ラインの粘度流
量積は一定となる。ガス供給グループとしては同時にメ
インラインにガスを流入することの無いガスラインであ
る同じ成分のガスラインが一例としてあげられる。例え
ば、図3に示したようにInGaAsP(λg=1.3μ
m)とInGaAsの量子井戸構造およびInGaAs
P(λg=1.0μm)の導波路層を作製する場合のTEG
ガス供給ラインのグループであるTEGグループ50に
ついて図2に示す。TEGの流量としてはTEGガス供
給ラインA81,B84,C86それぞれ100ccm
と160ccmと30ccmが必要であり、この2種類
の流量のガスはそれぞれ異なったTEGバブラーからそ
れぞれ100ccmと160ccmと30ccmに流量
設定された個別のマスフローコントローラを通して供給
される。量子井戸層それぞれの層に対して一つのプロセ
スガスラインのマスフローコントローラで流量をかえな
がら成長した場合にはそれぞれの層の成長時間が10秒
程度なのに対して、マスフローコントローラの流量が1
秒程度の調整期間を経て安定することより良好な界面急
峻性得られない。ここで、ガスの供給量をそれぞれ10
0ccm,160ccm,30ccmに固定して供給し
た場合にはそれぞれの流量に対応して100ccm,1
60ccm,30ccmのダミーラインがそれぞれ必要
となってくる。しかしながら、TEGガスラインに対し
てそれぞれ100ccm,40ccm,170ccmの
バランスラインA80,B83,C85を設けて、ガス
ラインにそれぞれの流量の水素ガスを混合することで、
TEGガスラインの流量とバランスラインの流量の和で
あるガス供給ラインA87,B88,C89の流量とし
てそれぞれ200ccの混合ガスを供給することにな
る。この場合、2つの濃度のTEGガスは同時に供給す
ることはないため、成長室にTEGガスを供給しないと
きにのみダミーライン83から200ccの水素を供給
すれば良い。導波路層と量子井戸構造を作製する場合に
はそれぞれの濃度のTEGガスを切り替えて使用するた
め、ダミーラインは成長室に接続する必要はない。この
ように、従来であればTEGガスライン3系統に対して
ダミーラインが3系統必要となるため、計6系統12バ
ルブのバルブブロックが必要となっていた。しかしなが
ら、それぞれ同時に使用しないガスの流量をバランスラ
インで等しくすることによりダミーラインは1系統でよ
く、4系統8バルブのブロックバルブとなりバルブ数は
2/3に低減される。特に、ダミーラインが1系統とな
るためガスライン間でバルブを切り替える場合にはそれ
ぞれのプロセスガスラインに対応するダミーラインのバ
ルブを切り替える必要がなくなる。従って異なる結晶を
成長する場合に、結晶界面において切り替えるバルブ数
が半減し、メインラインの圧力変動が抑制される。
According to the present invention, in order to make the viscosity flow rate product of each gas supply line constant, a balance line is provided for each gas line so that the gas viscosity flow rate product has a constant value. .. The pressure generated in the pipe is ΔP =
It is expressed by 32 · μ · L · u / (g · d · d). Where d is the inner diameter of the tube or needle valve, g is the acceleration of gravity, L is the length, μ is the viscosity of the fluid, and u is the average velocity of the fluid. When the same pressure difference ΔP is generated in fluids having different viscosities, it is necessary to make μ · u equal. However, when the flow rate exceeds the Reynolds number Re = d · u · ρ / μ, the pressure difference ΔP = f · L · ρ · u · u / (2 · g · m), which is the product of the square of the flow rate and the specific gravity. For the sake of convenience, f ・ ρ ・ u
-U is also shown as a viscosity flow rate product. Here, f is a friction coefficient, and m is a hydraulic radius.
n depth), ρ is the density of the fluid. There is no problem if the gas supplied through the balance line is an inert gas, and hydrogen, nitrogen, etc. are suitable. This balance line makes the viscosity flow rate product of each gas supply line flowing into the block valve constant. An example of the gas supply group is a gas line of the same component, which is a gas line that does not flow gas into the main line at the same time. For example, as shown in FIG. 3, InGaAsP (λ g = 1.3μ
m) and InGaAs quantum well structure and InGaAs
TEG in the case of forming a waveguide layer of P (λ g = 1.0 μm)
FIG. 2 shows a TEG group 50 which is a group of gas supply lines. The TEG flow rate is 100 ccm for each of the TEG gas supply lines A81, B84, C86.
And 160 ccm and 30 ccm are required, and these two gas flow rates are supplied from different TEG bubblers through individual mass flow controllers set to 100 ccm, 160 ccm and 30 ccm, respectively. When growing while changing the flow rate of each quantum well layer with a mass flow controller of one process gas line, the growth time of each layer is about 10 seconds, whereas the flow rate of the mass flow controller is 1
Better interface steepness cannot be obtained by stabilizing after an adjustment period of about a second. Here, the gas supply amount is 10
When fixed at 0 ccm, 160 ccm, 30 ccm and supplied, 100 ccm, 1 corresponding to each flow rate
Dummy lines of 60 ccm and 30 ccm are required respectively. However, by providing the balance lines A80, B83, and C85 of 100 ccm, 40 ccm, and 170 ccm respectively to the TEG gas line and mixing the hydrogen gas at the respective flow rates into the gas line,
As the flow rate of the gas supply lines A87, B88, C89, which is the sum of the flow rate of the TEG gas line and the flow rate of the balance line, 200 cc of mixed gas is supplied. In this case, since the two concentrations of TEG gas are not supplied at the same time, 200 cc of hydrogen may be supplied from the dummy line 83 only when the TEG gas is not supplied to the growth chamber. When the waveguide layer and the quantum well structure are produced, the TEG gas of each concentration is switched and used, so that it is not necessary to connect the dummy line to the growth chamber. As described above, in the conventional case, three dummy lines are required for three TEG gas lines, so that a valve block with a total of six 12 valves has been required. However, by making the flow rates of the gases that are not used at the same time equal in the balance line, the dummy line may be of one system, and it becomes a block valve of four systems and eight valves, and the number of valves is reduced to 2/3. In particular, since there is only one dummy line, it is not necessary to switch the valves of the dummy lines corresponding to the respective process gas lines when switching the valves between the gas lines. Therefore, when growing different crystals, the number of valves switched at the crystal interface is halved, and pressure fluctuations in the main line are suppressed.

【0019】この装置を用いた場合、ドーパントのライ
ンにてブロックバルブ数の低減効果が大きい。図1に示
したように、InP系結晶成長を行う場合、ドーパント
としてはDMZn,DEZn,H2Se,H2S、SiH
4,CpMg,などが用いられる。これらのドーパント
に対してそれぞれにダミーラインを設定した場合には、
6系統のダミーラインが必要となり、12系統のバルブ
ブロックが必要となる。しかしながら、それぞれのドー
パントに対してガス供給ラインの流量が等しくなるよう
にバランスラインにより水素ガスを供給した場合1系統
のダミーラインで充分となり、7系統のバルブブロック
構成でき、5系統のバルブブロックを他のガスの供給用
として使用することが可能となる。バルブブロックの1
ライン当りの価格は、1個のマスフローコントローラの
価格の3倍程度であるため、追加のマスフローコントロ
ーラを含めたバルブブロック系の価格は従来の70%程
度となる。以上、成長室へのガスの切り替えバルブとし
てバルブブロックとしたがバルブの価格がマスフローコ
ントローラの価格に対して高価である場合にも同様に有
効である。
When this apparatus is used, the effect of reducing the number of block valves in the dopant line is great. As shown in FIG. 1, when InP-based crystal growth is performed, DMZn, DEZn, H 2 Se, H 2 S, and SiH are used as dopants.
4 , CpMg, etc. are used. If dummy lines are set for each of these dopants,
6 lines of dummy lines are required, and 12 lines of valve blocks are required. However, if hydrogen gas is supplied by a balance line so that the flow rates of the gas supply lines are equal to each dopant, one dummy line is sufficient, and seven valve blocks can be configured to form five valve blocks. It can be used for supplying other gas. Valve block 1
Since the price per line is about three times the price of one mass flow controller, the price of the valve block system including the additional mass flow controller is about 70% of the conventional price. As described above, the valve block is used as the gas switching valve to the growth chamber, but it is similarly effective when the price of the valve is higher than the price of the mass flow controller.

【0020】[0020]

【実施例】図1は本発明の実施例における気相結晶成長
装置の構成図を示すものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a vapor phase crystal growth apparatus in an embodiment of the present invention.

【0021】図1において、1は原料ガスを結晶成長室
に供給するメインライン、2は結晶成長に必要ないガス
を排出するためのベントライン、4はガスのメインライ
ン1への流れを制御するエアバルブ、5はガスのベント
ライン2への流れを制御するエアバルブ、3は4,5の
エアバルブを一つのブロック状の台座に近接して組み込
んだブロックバルブ、10はガス流量を制御するマスフ
ローコントローラ、50はTEGaグループ、51はA
sH3グループ、52はTMIグループ、53はPH3
ループ、54はドーパントグループである。
In FIG. 1, 1 is a main line for supplying a source gas to a crystal growth chamber, 2 is a vent line for discharging a gas not necessary for crystal growth, and 4 is a flow line for controlling the gas flow to the main line 1. An air valve, 5 is an air valve that controls the flow of gas to the vent line 2, 3 is a block valve in which the air valves of 4 and 5 are installed close to one block-shaped pedestal, and 10 is a mass flow controller that controls the gas flow rate, 50 is TEGa group, 51 is A
sH 3 group, 52 is TMI group, 53 is PH 3 group, and 54 is a dopant group.

【0022】図3に示したInGaAs/InGaAs
P MQWレーザ構造を結晶成長するにはAsH3グル
ープ、PH3グループ、TEGa(トリメチルガリウ
ム)グループ、TMI(トリメチルインジウム)グルー
プ、ドーパントグループをそれぞれブロックバルブに接
続した結晶成長装置が必要となる。すなわち、結晶成長
中に同種のガスを同時にメインラインに供給しないガス
として、濃度が同じであっても流量が異なるAsH3
ループ,PH3グループ,TEGaグループ,TMIグ
ループがあり、p型ドーパントとn型ドーパントを併せ
てドーピングする事がないために各種ドーパントグルー
プ等があげられる。このTEGaなどのプロセスガスは
バランスラインにてグループ内の他の供給ガスと流量が
同じになるように混合・調節される。その結果、異なる
結晶を連続して成長するときにはそれぞれの結晶に必要
な濃度のガス供給ライン同士でバルブを切り替えてガス
を供給すればよいことになる。この場合、いずれのガス
供給ラインの場合でも粘度流量積が等しくなっているの
で流量調節用のダミーラインのバルブを切り替える必要
はなく、その成分のガスを利用しない結晶を結晶を成長
する場合にのみダミーラインをメインラインに接続すれ
ばメインラインの圧力は変動しない。
InGaAs / InGaAs shown in FIG.
In order to grow a crystal of the P MQW laser structure, a crystal growth apparatus in which an AsH 3 group, a PH 3 group, a TEGa (trimethylgallium) group, a TMI (trimethylindium) group and a dopant group are connected to a block valve is required. That is, there are AsH 3 group, PH 3 group, TEGa group, and TMI group, which have the same concentration but different flow rates, as gases that do not simultaneously supply the same kind of gas to the main line during crystal growth. Various dopant groups and the like can be mentioned because they are not doped with a type dopant together. The process gas such as TEGa is mixed and adjusted in the balance line so that the flow rate becomes the same as that of the other supply gas in the group. As a result, when different crystals are continuously grown, the gas may be supplied by switching the valves between the gas supply lines having the concentrations required for the respective crystals. In this case, it is not necessary to switch the valve of the dummy line for flow rate adjustment because the viscosity flow rate product is the same in any gas supply line, and only when growing a crystal that does not use the gas of that component If the dummy line is connected to the main line, the pressure in the main line will not change.

【0023】ガス供給グループのうち粘性が大きいため
に圧力変動を生じやすく、従来の方法では良好な界面が
得られない原因となったAsH3ガスを供給するAsH3
ガス供給ライングループ51を代表として説明する。
AsH 3 which supplies AsH 3 gas, which causes pressure fluctuations due to high viscosity in the gas supply group, and which is a reason that a good interface cannot be obtained by the conventional method.
The gas supply line group 51 will be described as a representative.

【0024】AsH3グループ51はバランスラインA
61、AsH3(A)プロセスライン62(以下プロセ
スラインをPLと略す)、ダミーライン60、バランス
ラインB64、AsH3(B)PL65、バランスライ
ンC67、AsH3(C)PL68からなっている。ま
たバランスラインA61とAsH3(A)PL62がつ
ながってガス供給ラインA70を、バランスラインB6
4とAsH3(B)PL65がつながってガス供給ライ
ンB71、バランスラインC67とAsH3(C)PL
68がつながってガス供給ラインC72を構成してい
る。
AsH 3 group 51 is balance line A
61, an AsH 3 (A) process line 62 (hereinafter a process line is abbreviated as PL), a dummy line 60, a balance line B 64, an AsH 3 (B) PL 65, a balance line C 67, and an AsH 3 (C) PL 68. The balanced lines A61 and AsH 3 (A) PL62 is connected to gas supply lines A70, balance line B6
4 and AsH 3 (B) PL 65 are connected to each other to connect a gas supply line B 71, a balance line C 67 and AsH 3 (C) PL.
68 is connected to form a gas supply line C72.

【0025】マスフローコントローラの流量は20が3
00ccm,21が181ccm,22が77ccm,
24が15ccm,25が200ccm,27が260
cccm,28が20ccmとなっている。
The flow rate of the mass flow controller is 20 to 3
00ccm, 21 is 181ccm, 22 is 77ccm,
24 is 15 ccm, 25 is 200 ccm, 27 is 260
cccm and 28 are 20 ccm.

【0026】以下、AsH3グループ51のガスの流れ
についての動作を説明する。AsH3(A)PL62に
20%−AsH3ガス77ccmを流し、バランスライ
ンA61には水素ガスを181ccm流す。これらのガ
スはガス供給ラインA70で混合される。同様にAsH
3(B)PL65には20%−AsH3ガス200scc
m、バランスラインB64には水素ガスを15ccm流
す。これらのガスはガス供給ラインB71で混合され
る。AsH3(C)PL68には10%−AsH3ガス2
0sccm、バランスラインC67には水素ガスを26
0ccm流す。これらのガスはガス供給ラインC72で
混合される。バランスラインA61,B64,C67の
流量はガス供給ラインA70,B71,C72とダミー
ライン60の粘度流量積が等しくなるようにそれぞれ設
定されている。
The operation of the gas flow of the AsH 3 group 51 will be described below. The AsH 3 (A) PL62 flowing 20% -AsH3 gas 77Ccm, the balanced line-A61 flow 181ccm hydrogen gas. These gases are mixed in the gas supply line A70. Similarly, AsH
3 (B) PL65 has 20% -AsH 3 gas 200 scc
m and a balance line B64 with hydrogen gas of 15 ccm. These gases are mixed in the gas supply line B71. AsH 3 (C) in the PL68 10% -AsH 3 Gas 2
0 sccm, 26 hydrogen gas in the balance line C67
Flow 0 ccm. These gases are mixed in the gas supply line C72. The flow rates of the balance lines A61, B64, C67 are set so that the viscosity flow rate products of the gas supply lines A70, B71, C72 and the dummy line 60 are equal.

【0027】ここで3種類にAsH3 (A)62,As
H3(B)65,AsH3(B)68の流量が異なる理
由を以下に示す。異なる組成の結晶を連続して成長する
場合に、成長する結晶の組成に合わせて1つのプロセス
ラインだけでマスフローの流量を変化させた場合には、
マスフローコントローラの流量が安定するまでに時間が
かかり良好な界面急峻性は得られない。そこで、それぞ
れの結晶に必要なAsH3 の流量をあらかじめ独立した
ラインとして設定しておきそれぞれの組成の結晶に対し
てラインを切り替えることで界面急峻性に優れた結晶を
得る必要がある。
There are three types of AsH 3 (A) 62, As.
The reason why the flow rates of H3 (B) 65 and AsH3 (B) 68 are different is shown below. When continuously growing crystals of different compositions, if the flow rate of the mass flow is changed in only one process line according to the composition of the growing crystals,
It takes time for the flow rate of the mass flow controller to stabilize, and good interface steepness cannot be obtained. Therefore, it is necessary to set the flow rate of AsH 3 required for each crystal in advance as an independent line and switch the line for the crystal of each composition to obtain a crystal having excellent interface steepness.

【0028】図3に示すレーザ構造を得るためのバルブ
制御方法を表1を用いて述べる。井戸層43とバリア層
42よりなる量子井戸構造を得るにはTEGaとAsH
3の流量をそれぞれの結晶に対応して変化させる必要が
あるが、ここでは特に、AsH3のバルブ制御方法につ
いて示す。
A valve control method for obtaining the laser structure shown in FIG. 3 will be described with reference to Table 1. To obtain a quantum well structure composed of the well layer 43 and the barrier layer 42, TEGa and AsH are used.
It is necessary to change the flow rate of 3 corresponding to each crystal, but here, a valve control method of AsH 3 is particularly shown.

【0029】図3にはInP単結晶基板40上にn−I
nGaAsP(λ=1.0μm)導波路層41、InG
aAsP(λ=1.3μm)をバリア層42としInG
aAsを井戸層43とした量子井戸構造、p−InPク
ラッド層44を含むレーザ構造を示している。
In FIG. 3, n-I is formed on an InP single crystal substrate 40.
nGaAsP (λ = 1.0 μm) waveguide layer 41, InG
InAsG with aAsP (λ = 1.3 μm) as the barrier layer 42
A quantum well structure in which aAs is a well layer 43 and a laser structure including a p-InP clad layer 44 are shown.

【0030】このレーザ構造になるように結晶成長させ
るに際して、AsH3ガスの制御について詳しく説明す
る。AsH3ガスは、導波路層41,バリア層42,井戸
層43のそれぞれを成長させる時には異なった組成のガ
スが必要となる。InGaAsP(λg=1.3μm)
バリア層42と、InGaAs井戸層43よりなる量子
井戸構造を作製する場合のAsH3ガスの制御として
は、InGaAsP導波路層41成長時にはプロセスガ
スCとして10%AsH3を20ccm、InGaAs
Pバリア層42成長にはプロセスガスAとして20%ー
AsH3ガスを77ccm、InGaAs井戸層43成
長時にはプロセスガスBとして20%ーAsH3ガスを2
00ccm供給する必要がある。各膜厚をそれぞれ15
0nm,10nm,6nmと設定した場合ガスの供給時
間はそれぞれ8分34秒,20秒,8秒であり1つのプ
ロセスラインだけでマスフローコントローラを用いて流
量を変化させた場合には流量が安定するまで2秒程度の
時間を要する。この時間は5原子層の堆積時間に匹敵す
るため界面の急峻性が悪化する。したがって、AsH 3
に対して3系統のガス流量をもつプロセスガスA,B,
Cを設定しておく必要がある。すなわち、ガスAとして
77ccmの20%ーAsH3,ガスBとして200cc
mの20%ーAsH3,ガスCとして20ccmの10%
ーAsH3がそれぞれ対応する。
A crystal is grown to have this laser structure.
AsH3Explain gas control in detail
It The AsH3 gas is used for the waveguide layer 41, the barrier layer 42, and the well.
When growing each of the layers 43, a different composition of gas is used.
Space is required. InGaAsP (λg= 1.3 μm)
Quantum composed of barrier layer 42 and InGaAs well layer 43
AsH when producing a well structure3As gas control
Is a process gas when the InGaAsP waveguide layer 41 is grown.
20% of 10% AsH3 as InC, InGaAs
20% of process gas A for growing the P barrier layer 42
AsH3The gas is 77 ccm and the InGaAs well layer 43 is formed.
20% -AsH as process gas B for long time3Gas 2
It is necessary to supply 00 ccm. 15 for each film thickness
When setting 0 nm, 10 nm, 6 nm When supplying gas
The intervals are 8 minutes 34 seconds, 20 seconds, and 8 seconds, respectively.
Flow using mass flow controller only in process line
When the amount is changed, it takes about 2 seconds until the flow rate stabilizes.
It takes time. This time is comparable to the deposition time of 5 atomic layers
Therefore, the steepness of the interface deteriorates. Therefore, AsH 3
Process gas A, B, which has three gas flow rates for
It is necessary to set C. That is, as gas A
20% of 77 ccm-AsH3, 200cc as gas B
20% of m-AsH3, 10% of 20ccm as gas C
-AsH3Correspond to each.

【0031】各ガス供給ラインA70,B71,C72
の流量を一定とするためのバランスラインの水素の流量
は、それぞれ181ccm,15ccm,260ccm
である。混合ガスの全流量は258ccm,215cc
m,280ccmとなる。このときのダミーラインの水
素ガス流量は300sccmである。混合ガスの流量が
ダミーラインのガスの流量と異なるのは、AsH3ガス
が粘性が帯びているためで、このガスの粘性の影響はP
3やAsH3の様に高い濃度で100ccm以上の流量
を流す場合に特に問題となり、例えば、ダミーライン3
00ccmに対して、100%PH3は179ccm程
度となる。
Gas supply lines A70, B71, C72
The flow rate of hydrogen on the balance line to keep the flow rate constant is 181 ccm, 15 ccm, and 260 ccm, respectively.
Is. Total flow rate of mixed gas is 258 cc, 215 cc
m, 280 ccm. The hydrogen gas flow rate of the dummy line at this time is 300 sccm. The flow rate of the mixed gas is different from the flow rate of the gas in the dummy line because the AsH 3 gas is viscous, and the effect of this gas viscosity is P
This is especially problematic when a flow rate of 100 ccm or more is applied at a high concentration such as H 3 or AsH 3 , and for example, the dummy line 3
For 00 ccm, 100% PH 3 is about 179 ccm.

【0032】表1にバルブの開閉を示す。導波路層を成
長するのに先立つ基板温度上昇時にはPH3のみ供給
し、AsH3ガスは必要ないためメインラインにはダミ
ーライン60の水素を供給しておき、ガス供給ラインA
70,B71,C72はベントラインに接続しておく。
バルブは4,7,11,15が開で5,6,10,14
が閉である。昇温後導波路層41を成長するが、この場
合はダミーラインをベントラインに接続すると同時にラ
インCをメインラインに接続する必要がある。すなわ
ち、バルブは同時に4,15を閉にし、5,14を開に
する。次に、バリア層42を成長する。ガス供給ライン
Cをベントラインに接続すると同時にガス供給ラインA
をメインラインに接続する必要がある。すなわち、バル
ブは同時に7,14を閉にし、6,15を開にする。次
に井戸層43を成長する。ガス供給ラインA70をベン
トラインに接続し、ガス供給ラインB71をメインライ
ンに接続する。バルブは同時に6,11を閉にし、7,
10を開にする。以降、量子井戸構造の成長が終了する
までラインAとラインBの切り替えを10数回繰り返す
ことになる。以上の操作において、メインラインとベン
トラインに供給されるガスの粘度流量積に変化が無いた
め、バルブ切り替えによるメインラインのガスの圧力の
変動はほとんど生じないことになる。
Table 1 shows opening and closing of the valve. When the substrate temperature rises before the growth of the waveguide layer, only PH 3 is supplied, and AsH 3 gas is not necessary, so hydrogen in the dummy line 60 is supplied to the main line in advance.
70, B71, C72 are connected to the vent line.
Valves 4, 7, 11, 15 are open, 5, 6, 10, 14
Is closed. After the temperature is raised, the waveguide layer 41 is grown. In this case, it is necessary to connect the dummy line to the vent line and the line C to the main line at the same time. That is, the valves simultaneously close 4,15 and open 5,14. Next, the barrier layer 42 is grown. Gas supply line C is connected to the vent line and at the same time gas supply line A is connected.
Need to be connected to the main line. That is, the valves simultaneously close 7,14 and open 6,15. Next, the well layer 43 is grown. The gas supply line A70 is connected to the vent line, and the gas supply line B71 is connected to the main line. The valves close 6, 11 at the same time, 7,
Open 10. After that, switching between the line A and the line B is repeated ten or more times until the growth of the quantum well structure is completed. In the above operation, since there is no change in the viscosity flow rate product of the gas supplied to the main line and the vent line, the gas pressure in the main line hardly changes due to valve switching.

【0033】図1のドーパントグループ54において、
バランスライン93による水素の供給は、例えばドーピ
ングガスであるH2Se94ように供給するガスの流量
が15sccmと極めて小さい場合に希釈ラインと同様
の効果を示す。ドーピングガスの場合、ガス供給ライン
A91としては200ppmのDMZnが134scc
mの流量で供給されており、バランスライン90は水素
が64sccmの流量で供給されているとする。ダミー
ライン92は100%水素を200sccm供給してい
る。DMZnとバランス用水素の合計の流量が198c
cmとなるが、これはDMZnガスに粘性があるために
メインラインの中を流れる時に流れに抵抗を生じ圧力を
招くためその分の流量を前もって減少させてある。ガス
供給ラインB94としては100ppmのH2Seが1
5sccmの流量で供給されており、バランスライン9
3は水素が185sccmの流量で供給している。H2
Seを添加したn−InP結晶を成長した後さらにH2
Seを添加したn−InGaAsPを成長する場合、P
3のガス流量は300sccmから100sccmへ
と大きく変化する。その場合、ガスの切り替え時間であ
る0.05-0.07秒間はメインラインのガス流量が微妙に変
動する。その結果、流量の小さいH2Seラインだけの
場合は、ガスがメインラインから逆流する可能性があ
る。他のドーピングガスと同様にバランスラインを18
5sccmとすることでメインラインに供給されるガス
の流量は200sccmとなり逆流は生じない。
In the dopant group 54 of FIG. 1,
The supply of hydrogen through the balance line 93 exhibits the same effect as that of the dilution line when the flow rate of the supplied gas such as H 2 Se 94 which is a doping gas is as small as 15 sccm. In the case of a doping gas, 200 ppm of DMZn is 134 scc for the gas supply line A91.
The balance line 90 is supplied with hydrogen at a flow rate of 64 sccm. The dummy line 92 supplies 100% hydrogen at 200 sccm. The total flow rate of DMZn and hydrogen for balance is 198c.
However, since the DMZn gas is viscous, this causes resistance to the flow when flowing through the main line and causes pressure, so the flow rate is reduced in advance. 100 ppm of H 2 Se is used for the gas supply line B94.
It is supplied at a flow rate of 5 sccm, and the balance line 9
3 supplies hydrogen at a flow rate of 185 sccm. H 2
After growing the n-InP crystal to which Se is added, H 2 is further added.
When n-InGaAsP doped with Se is grown, P
The gas flow rate of H 3 largely changes from 300 sccm to 100 sccm. In that case, the gas flow rate of the main line slightly changes during the gas switching time of 0.05 to 0.07 seconds. As a result, in the case of only the H 2 Se line having a small flow rate, the gas may flow backward from the main line. As with other doping gases, set the balance line to 18
By setting the flow rate to 5 sccm, the flow rate of the gas supplied to the main line is 200 sccm and no backflow occurs.

【0034】表2に図5に示した従来例のバルブ開閉シ
ーケンスを示す。特に急峻性が重要となるバリア層42
と井戸層43の10回程度に及ぶ繰り返し成長時に於
て、本発明によりバルブ操作は1/2回に簡略化された
ことがわかる。
Table 2 shows the valve opening / closing sequence of the conventional example shown in FIG. Barrier layer 42 where steepness is particularly important
According to the present invention, it is understood that the valve operation was halved during repeated growth of the well layer 43 about 10 times.

【0035】以上の説明において、メインライン1およ
びベントライン2は200Torrの減圧状態になって
おり、成長室は70Torrの減圧状態となっていると
した。その結果、メインラインおよびベントラインの圧
力変動は10torrから2torr以下へ減少し、結
晶の界面急峻性は1.5nmから0.5nm以下へ低減
した。
In the above description, it is assumed that the main line 1 and the vent line 2 are in a reduced pressure state of 200 Torr, and the growth chamber is in a reduced pressure state of 70 Torr. As a result, the pressure fluctuations in the main line and the vent line were reduced from 10 torr to 2 torr or less, and the interface steepness of the crystal was reduced from 1.5 nm to 0.5 nm or less.

【0036】以上のようにこの実施例によれば、同時に
使用することの無い各プロセスガスラインそれぞれに各
供給ガスラインの粘度流量積を等しくするバランスライ
ンを設けることにより、プロセスガスそれぞれに必要で
あったダミーラインを1本とするとともに、同時に切り
替えるバルブ数を半減し結晶性及び界面急峻性を向上さ
せることができる。
As described above, according to this embodiment, each process gas line that is not used at the same time is provided with a balance line for equalizing the viscosity flow rate products of the respective supply gas lines. The number of existing dummy lines can be reduced to one, and the number of valves simultaneously switched can be reduced by half to improve crystallinity and interface steepness.

【0037】なお、この実施例においてAsH3ガスラ
インとしたが同時に流さないプロセスガスグループであ
ればどの様なガスであってもよい。また、成長する結晶
はInP系としたがとしたGaAs系、他の化合物半導
体、酸化物系、絶縁膜系など他の気相成長としてもよ
い。また、バランスラインおよびダミーラインとして水
素を供給するとしたがその他の不活性ガスでもよい。ま
た、成長室へのガスの切り替えバルブとしてブロックバ
ルブとしたが通常のバルブであっても他の構造のバルブ
であってもよい。プロセスガスとして有機金属ガスを用
いたが、ハイドライド、シランなどの半導体および超伝
導材料用プロセスガスであってもよい。
Although the AsH 3 gas line is used in this embodiment, any gas may be used as long as it does not flow simultaneously. Further, the growing crystal is InP-based, but may be other vapor-phase growth such as GaAs-based, other compound semiconductor, oxide-based, or insulating film-based. Although hydrogen is supplied as the balance line and the dummy line, other inert gas may be used. Although a block valve is used as a gas switching valve for the growth chamber, it may be a normal valve or a valve having another structure. Although the organic metal gas is used as the process gas, it may be a process gas for semiconductors and superconducting materials such as hydride and silane.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄膜形成時にバルブの切り替え回数を半減することで界
面急峻性に優れた超薄膜の形成を可能としただけでな
く、高価なブロックバルブの必要ライン数を著しく減少
させたことで安価であり機器構成がシンプルでありなが
ら極めて安定した結晶を作製しうる気相成長装置を提供
することができ、その実用的効果はきわめて大きい。
As described above, according to the present invention,
Not only is it possible to form an ultra-thin film with excellent interface steepness by halving the number of valve changes during thin film formation, but it is also inexpensive because the number of lines required for an expensive block valve is significantly reduced It is possible to provide a vapor phase growth apparatus capable of producing a crystal that is simple but extremely stable, and its practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例における気相結晶成長装置の構
成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a vapor phase crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例における気相結晶成長装置のT
EGaグループの構成図
FIG. 2 shows T of the vapor phase crystal growth apparatus in the embodiment of the present invention.
Structure of EGa Group

【図3】本発明の実施例におけるレーザ構造図FIG. 3 is a laser structure diagram in an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例における気相結晶成長装置のA
sH3グループの構成図
FIG. 4A of the vapor phase crystal growth apparatus in the embodiment of the present invention
Block diagram of sH 3 group

【図5】従来の気相結晶成長装置の構成図FIG. 5 is a block diagram of a conventional vapor phase crystal growth apparatus.

【図6】従来の気相結晶成長装置の構成図FIG. 6 is a block diagram of a conventional vapor phase crystal growth apparatus.

【図7】本発明の気相成長装置を用いたバルブ制御方法
を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a valve control method using the vapor phase growth apparatus of the present invention.

【図8】従来のバルブ制御方法を示す図FIG. 8 is a diagram showing a conventional valve control method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メインライン 2 ベントライン 3 ブロックバルブ 60 ダミーライン 61 バランスラインA 62 ガスラインA 64 バランスラインB 65 ガスラインB 67 バランスラインC 68 ガスラインC 51 AsH3グループ 1 Main line 2 Vent line 3 Block valve 60 Dummy line 61 Balance line A 62 Gas line A 64 Balance line B 65 Gas line B 67 Balance line C 68 Gas line C 51 AsH3 group

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プロセスガスを供給するプロセスガスライ
ンと、前記プロセスガスラインに流量調節ガスを供給す
るバランスラインと、前記プロセスガスラインと前記バ
ランスラインとからなるガス供給ラインと、流量調節ガ
スを供給するダミーラインとを含むガス供給グループで
構成され、前記ガス供給グループ内の前記ガス供給ライ
ンは互いに同時にメインラインへプロセスガスを供給し
ないことを特徴とする気相成長装置。
1. A process gas line for supplying a process gas, a balance line for supplying a flow rate adjusting gas to the process gas line, a gas supply line composed of the process gas line and the balance line, and a flow rate adjusting gas. A vapor phase growth apparatus comprising a gas supply group including a supply dummy line, wherein the gas supply lines in the gas supply group do not simultaneously supply process gas to the main line.
【請求項2】バランスラインにより、ダミーラインと等
しい粘度流量積に調節されたガス供給ラインで構成され
たことを特徴とする請求項1記載の気相成長装置。
2. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the balance line comprises a gas supply line adjusted to have a viscosity flow rate product equal to that of the dummy line.
【請求項3】ダミーラインとガス供給ラインの、粘度流
量積が等しくなるようにバランスラインの流量を調節す
る工程と、成長に必要な前記ガス供給ラインのプロセス
ガスをメインラインへ供給する工程と、全ての前記ガス
供給ラインのプロセスガスを前記メインラインに供給し
ていないときにのみ前記ダミーラインより前記メインラ
インにガスを供給する工程とを有することを特徴とする
の気相成長方法。
3. A step of adjusting the flow rate of a balance line so that the viscosity flow rate products of the dummy line and the gas supply line are equal, and a step of supplying the process gas of the gas supply line necessary for growth to the main line. And a step of supplying gas from the dummy line to the main line only when the process gas of all the gas supply lines is not supplied to the main line.
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