JPH06302522A - 気相成長方法及び気相成長装置 - Google Patents
気相成長方法及び気相成長装置Info
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- JPH06302522A JPH06302522A JP8622393A JP8622393A JPH06302522A JP H06302522 A JPH06302522 A JP H06302522A JP 8622393 A JP8622393 A JP 8622393A JP 8622393 A JP8622393 A JP 8622393A JP H06302522 A JPH06302522 A JP H06302522A
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- Japan
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- gas
- flow
- reaction tube
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応管内におけるガスの流れを均一に保ち、
以て均一な成長膜の形成を可能ならしめる気相成長方法
及び気相成長装置を提供する。 【構成】 キャリアガス供給ラインＬ９に流量制御装置
Ｃ９を設け、主供給ラインＬ１０からガス導入口Ｂ１，
Ｂ２，…に至る各経路に流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，
Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４を設け、流量制御装置Ｃ１０〜
Ｃ１４と流量制御装置Ｃ９との間に制御部１６を設け
る。制御部１６において、流量制御装置Ｃ１０〜Ｃ１４
で検知された各流量を加算して求めたガスの総流量と所
定値とを比較し、前記流量制御装置Ｃ９に制御信号を出
力する。その制御信号に基づいて流量制御装置Ｃ９が作
動し、キャリアガスの流量が増減する。 【効果】 反応管内に流入するガスの流量を極めて高精
度で常時一定に保つことができるので、反応管内のガス
の流れを均一に保つことが可能となり、基板上に均一な
成長膜を形成することができる。
以て均一な成長膜の形成を可能ならしめる気相成長方法
及び気相成長装置を提供する。 【構成】 キャリアガス供給ラインＬ９に流量制御装置
Ｃ９を設け、主供給ラインＬ１０からガス導入口Ｂ１，
Ｂ２，…に至る各経路に流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，
Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４を設け、流量制御装置Ｃ１０〜
Ｃ１４と流量制御装置Ｃ９との間に制御部１６を設け
る。制御部１６において、流量制御装置Ｃ１０〜Ｃ１４
で検知された各流量を加算して求めたガスの総流量と所
定値とを比較し、前記流量制御装置Ｃ９に制御信号を出
力する。その制御信号に基づいて流量制御装置Ｃ９が作
動し、キャリアガスの流量が増減する。 【効果】 反応管内に流入するガスの流量を極めて高精
度で常時一定に保つことができるので、反応管内のガス
の流れを均一に保つことが可能となり、基板上に均一な
成長膜を形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にIII−V
族化合物半導体などの薄膜を成長させる気相成長方法及
び気相成長装置に関するものである。
族化合物半導体などの薄膜を成長させる気相成長方法及
び気相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板上にIII−V族化合物半
導体などの薄膜を気相成長させる際には、図４に一例と
して示した気相成長装置１００が用いられることがあっ
た。同図に示すように、この装置１００においては、均
一な薄膜を成長させるために、予め各原料ガスを反応管
１１内に流入させる前に混合し、その混合したガスの流
量を一定に保つことにより、反応管１１内におけるガス
の流れが均一になるようにしている。即ち、各原料ガス
の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ
７，Ｌ８にマスフローコントローラなどの流量制御装置
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８を夫
々に設け、各原料ガスの流量を常に一定に制御すること
により、反応管１１内への混合ガスの流量（即ち、各原
料ガスの流量の総和）を一定に保つ。そして、反応管１
１に複数のガス導入口（ガス吹出し口）Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４，Ｂ５を設けることにより、反応管１１内に満
遍なくガスをいきわたらせてガスの流れを均一に保たん
としている。
導体などの薄膜を気相成長させる際には、図４に一例と
して示した気相成長装置１００が用いられることがあっ
た。同図に示すように、この装置１００においては、均
一な薄膜を成長させるために、予め各原料ガスを反応管
１１内に流入させる前に混合し、その混合したガスの流
量を一定に保つことにより、反応管１１内におけるガス
の流れが均一になるようにしている。即ち、各原料ガス
の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ
７，Ｌ８にマスフローコントローラなどの流量制御装置
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８を夫
々に設け、各原料ガスの流量を常に一定に制御すること
により、反応管１１内への混合ガスの流量（即ち、各原
料ガスの流量の総和）を一定に保つ。そして、反応管１
１に複数のガス導入口（ガス吹出し口）Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４，Ｂ５を設けることにより、反応管１１内に満
遍なくガスをいきわたらせてガスの流れを均一に保たん
としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た気相成長装置１００には以下のような問題があること
が本発明者によってあきらかとされた。即ち、各流量制
御装置Ｃ１，Ｃ２，…に経時劣化が起こり、各原料ガス
の流量に変化が生じる。また、上述した供給ラインＬ
１，Ｌ２，…のうちどのラインを使用するか、或は各原
料ガスをどのラインから供給するかなどにより、各流量
制御装置Ｃ１，Ｃ２，…の前後における差圧が変化して
各原料ガスの流量が変化する。このような各原料ガス流
量の変化により、反応管１１内に流入するガス（各原料
ガス流の総和）の流量に著しい変化が生じ、それによっ
て反応管１１内におけるガスの流れが乱れて、均一な成
長膜を得難いというものである。
た気相成長装置１００には以下のような問題があること
が本発明者によってあきらかとされた。即ち、各流量制
御装置Ｃ１，Ｃ２，…に経時劣化が起こり、各原料ガス
の流量に変化が生じる。また、上述した供給ラインＬ
１，Ｌ２，…のうちどのラインを使用するか、或は各原
料ガスをどのラインから供給するかなどにより、各流量
制御装置Ｃ１，Ｃ２，…の前後における差圧が変化して
各原料ガスの流量が変化する。このような各原料ガス流
量の変化により、反応管１１内に流入するガス（各原料
ガス流の総和）の流量に著しい変化が生じ、それによっ
て反応管１１内におけるガスの流れが乱れて、均一な成
長膜を得難いというものである。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、反応管内にお
けるガスの流れを均一に保ち、以て均一な成長膜の形成
を可能ならしめる気相成長方法及び気相成長装置を提供
することにある。
されたもので、その目的とするところは、反応管内にお
けるガスの流れを均一に保ち、以て均一な成長膜の形成
を可能ならしめる気相成長方法及び気相成長装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、反応管内に流入させるガスの流量を高
精度に制御して経時的な変化をなくすことにより、反応
管内におけるガスの流れを均一に保つことができると考
え、鋭意研究の結果、本発明の完成に至った。即ち、本
発明は、複数の原料ガスを混合してなる混合ガスをキャ
リアガスで輸送して反応管内に導入する際に、反応管に
流入するガスの流量を検知し、その検知した流量に基づ
いて前記キャリアガスの流量を調整することを提供する
ものである。
に、本発明者は、反応管内に流入させるガスの流量を高
精度に制御して経時的な変化をなくすことにより、反応
管内におけるガスの流れを均一に保つことができると考
え、鋭意研究の結果、本発明の完成に至った。即ち、本
発明は、複数の原料ガスを混合してなる混合ガスをキャ
リアガスで輸送して反応管内に導入する際に、反応管に
流入するガスの流量を検知し、その検知した流量に基づ
いて前記キャリアガスの流量を調整することを提供する
ものである。
【０００６】具体的に、上述した方法を用いた気相成長
装置の一例を図１に示す。この気相成長装置１０におい
ては、気相成長の反応に預からないキャリアガスを反応
管１１に供給するキャリアガス供給ラインＬ９を設け、
この供給ラインＬ９にマスフローコントローラなどの流
量制御装置（流量調整手段）Ｃ９を取り付けている。ま
た、各供給ラインＬ１，Ｌ２，…及びキャリアガス供給
ラインＬ９を連結してなる主供給ラインＬ１０が分岐し
てガス導入口Ｂ１，Ｂ２，…に至る各経路に夫々マスフ
ローコントローラなどの流量制御装置（検知手段）Ｃ１
０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４を設けている。さ
らに、それら流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ
１３，Ｃ１４とキャリアガスの流量制御装置Ｃ９との間
に制御部（比較手段）１６を設けている。
装置の一例を図１に示す。この気相成長装置１０におい
ては、気相成長の反応に預からないキャリアガスを反応
管１１に供給するキャリアガス供給ラインＬ９を設け、
この供給ラインＬ９にマスフローコントローラなどの流
量制御装置（流量調整手段）Ｃ９を取り付けている。ま
た、各供給ラインＬ１，Ｌ２，…及びキャリアガス供給
ラインＬ９を連結してなる主供給ラインＬ１０が分岐し
てガス導入口Ｂ１，Ｂ２，…に至る各経路に夫々マスフ
ローコントローラなどの流量制御装置（検知手段）Ｃ１
０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４を設けている。さ
らに、それら流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ
１３，Ｃ１４とキャリアガスの流量制御装置Ｃ９との間
に制御部（比較手段）１６を設けている。
【０００７】即ち、その制御部１６において、各流量制
御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４で検知
された各流量を加算することにより反応管１１内に流入
するガスの総流量を求め、その総流量と予め設定してな
る所定値とを比較し、両者を一致させるようにキャリア
ガスの流量の調整を行なう制御信号を前記流量制御装置
Ｃ９に出力するようになっている。そして、その制御信
号に基づいて、キャリアガスの流量制御装置Ｃ９が作動
してその流量を増減させるようになっている。
御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４で検知
された各流量を加算することにより反応管１１内に流入
するガスの総流量を求め、その総流量と予め設定してな
る所定値とを比較し、両者を一致させるようにキャリア
ガスの流量の調整を行なう制御信号を前記流量制御装置
Ｃ９に出力するようになっている。そして、その制御信
号に基づいて、キャリアガスの流量制御装置Ｃ９が作動
してその流量を増減させるようになっている。
【０００８】本発明に係る気相成長装置の他の例を図２
に示す。同図に示すように、この気相成長装置１１０に
おいては、上述した図１に示す気相成長装置１０の流量
制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４の代
わりに、主供給ラインＬ１０の分岐箇所と原料ガスの供
給ラインＬ１，Ｌ２，…との間にマスフローコントロー
ラなどの流量制御装置（検知手段）Ｃ１５を設けてい
る。そして、制御部１６において、流量制御装置Ｃ１５
で検知された流量と所定値とを比較し両者を一致させる
ように制御信号を前記流量制御装置Ｃ９に出力するよう
になっている。
に示す。同図に示すように、この気相成長装置１１０に
おいては、上述した図１に示す気相成長装置１０の流量
制御装置Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４の代
わりに、主供給ラインＬ１０の分岐箇所と原料ガスの供
給ラインＬ１，Ｌ２，…との間にマスフローコントロー
ラなどの流量制御装置（検知手段）Ｃ１５を設けてい
る。そして、制御部１６において、流量制御装置Ｃ１５
で検知された流量と所定値とを比較し両者を一致させる
ように制御信号を前記流量制御装置Ｃ９に出力するよう
になっている。
【０００９】ここで、キャリアガス用の流量制御装置Ｃ
９は、反応管１１内に流入するガスの流量の所定値から
のずれを補正するものであるため、そのフルスケールが
前記所定値の数分の一乃至数十分の一程度であるのが望
ましい。なお、反応管１１内に流入するガスの流量を検
知して、その流量を所定値に一致させるようにキャリア
ガスの流量を制御することができれば、原料ガス用の供
給ラインＬ１，Ｌ２，…やガス導入口Ｂ１，Ｂ２，…の
数などは特に図１及び図２に示した例に限定されないの
はいうまでもない。また、制御部１６における制御回路
及び制御方法は流量変化に対する追従性に優れていれば
特に問わない。
９は、反応管１１内に流入するガスの流量の所定値から
のずれを補正するものであるため、そのフルスケールが
前記所定値の数分の一乃至数十分の一程度であるのが望
ましい。なお、反応管１１内に流入するガスの流量を検
知して、その流量を所定値に一致させるようにキャリア
ガスの流量を制御することができれば、原料ガス用の供
給ラインＬ１，Ｌ２，…やガス導入口Ｂ１，Ｂ２，…の
数などは特に図１及び図２に示した例に限定されないの
はいうまでもない。また、制御部１６における制御回路
及び制御方法は流量変化に対する追従性に優れていれば
特に問わない。
【００１０】なお、図１及び図２中、符号１２で示した
ものは基板載置台、符号１３で示したものはヒータ、符
号１４で示したものはヒータ載置台、符号１５で示した
ものは排気口である。また、図１、図２及び図４では、
同一の部材等に付いては同一の符号を付した。
ものは基板載置台、符号１３で示したものはヒータ、符
号１４で示したものはヒータ載置台、符号１５で示した
ものは排気口である。また、図１、図２及び図４では、
同一の部材等に付いては同一の符号を付した。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、例えば図１に示した気
相成長装置１０の場合には流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１
１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４により検知されてなる各流
量を加算して求めた総流量を所定値に一致させるよう
に、また例えば図２に示した気相成長装置１１０の場合
には流量制御装置Ｃ１５により検知されてなる流量を所
定値に一致させるように、夫々、制御部１６及びキャリ
アガス供給ラインＬ９の流量制御装置Ｃ９でキャリアガ
スの流量を制御することにより、実際に反応管１１内に
導入されるガスの流量を常時一定に保つことができるの
で、反応管１１内のガスの流れが均一に保たれる。従っ
て、基板上に均一な成長膜が形成される。
相成長装置１０の場合には流量制御装置Ｃ１０，Ｃ１
１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４により検知されてなる各流
量を加算して求めた総流量を所定値に一致させるよう
に、また例えば図２に示した気相成長装置１１０の場合
には流量制御装置Ｃ１５により検知されてなる流量を所
定値に一致させるように、夫々、制御部１６及びキャリ
アガス供給ラインＬ９の流量制御装置Ｃ９でキャリアガ
スの流量を制御することにより、実際に反応管１１内に
導入されるガスの流量を常時一定に保つことができるの
で、反応管１１内のガスの流れが均一に保たれる。従っ
て、基板上に均一な成長膜が形成される。
【００１２】
【実施例】以下に、原料ガス及びキャリアガスとして水
素ガスを用いて行った実施例及び比較例を挙げて、本発
明の特徴とするところを明かにする。 （実施例）図２に示した気相成長装置１１０において、
例えば４本の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及びキ
ャリアガス供給ラインＬ９の計５本に総流量１０リット
ル／分（この流量を所定値とする。）の水素ガスを供給
し、その水素ガスを例えば３箇所のガス導入口Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４より反応管１１内に導入した。それ以外の供給
ラインＬ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８及びガス導入口Ｂ１，Ｂ
５は使用しなかった。 （比較例）図４に示した気相成長装置１００において、
５本の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５（Ｌ５
は上記実施例におけるキャリアガス供給ラインＬ９に相
当する。）及びガス導入口Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を使用し、
上記実施例と同じ条件で水素ガスを流した。
素ガスを用いて行った実施例及び比較例を挙げて、本発
明の特徴とするところを明かにする。 （実施例）図２に示した気相成長装置１１０において、
例えば４本の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及びキ
ャリアガス供給ラインＬ９の計５本に総流量１０リット
ル／分（この流量を所定値とする。）の水素ガスを供給
し、その水素ガスを例えば３箇所のガス導入口Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４より反応管１１内に導入した。それ以外の供給
ラインＬ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８及びガス導入口Ｂ１，Ｂ
５は使用しなかった。 （比較例）図４に示した気相成長装置１００において、
５本の供給ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５（Ｌ５
は上記実施例におけるキャリアガス供給ラインＬ９に相
当する。）及びガス導入口Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を使用し、
上記実施例と同じ条件で水素ガスを流した。
【００１３】以上の実施例及び比較例の結果を図３に示
す。同図に示すように、比較例（▲印で示した。）にお
いては水素ガスの流量は所定値（１０リットル／分）に
対して±０．５％程度の変動が認められる。これに対し
て、実施例（●印で示した。）においては長時間（７０
分）にわたってその変動幅が±０．１％以下に抑えられ
ており、反応管１１内に流入するガス量が極めて高精度
で制御されているのがわかる。
す。同図に示すように、比較例（▲印で示した。）にお
いては水素ガスの流量は所定値（１０リットル／分）に
対して±０．５％程度の変動が認められる。これに対し
て、実施例（●印で示した。）においては長時間（７０
分）にわたってその変動幅が±０．１％以下に抑えられ
ており、反応管１１内に流入するガス量が極めて高精度
で制御されているのがわかる。
【００１４】なお、上記実施例においては水素ガスを用
いているが、例えばIII−V族化合物半導体の薄膜を成長
させる際に使用されるIII族元素ガスとV族元素ガスを原
料ガスとして使用する場合や、II−VI族化合物半導体或
はその他種々の材質よりなる薄膜を気相成長させる場合
などでも、反応管１１内に流入するガス量を極めて高精
度で一定に保つことができる。また、図１に示した気相
成長装置１０においても同様の効果が得られるのはいう
までもない。
いているが、例えばIII−V族化合物半導体の薄膜を成長
させる際に使用されるIII族元素ガスとV族元素ガスを原
料ガスとして使用する場合や、II−VI族化合物半導体或
はその他種々の材質よりなる薄膜を気相成長させる場合
などでも、反応管１１内に流入するガス量を極めて高精
度で一定に保つことができる。また、図１に示した気相
成長装置１０においても同様の効果が得られるのはいう
までもない。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る気相成長方法及び気相成長
装置によれば、反応管内に流入するガスの流量を検知し
それに基いてキャリアガスの流量を制御するようにした
ため、実際に反応管内に流入するガスの流量を極めて高
精度で常時一定に保つことができるので、反応管内のガ
スの流れを均一に保つことが可能となり、基板上に均一
な成長膜を形成することができる。
装置によれば、反応管内に流入するガスの流量を検知し
それに基いてキャリアガスの流量を制御するようにした
ため、実際に反応管内に流入するガスの流量を極めて高
精度で常時一定に保つことができるので、反応管内のガ
スの流れを均一に保つことが可能となり、基板上に均一
な成長膜を形成することができる。
【図１】本発明に係る気相成長装置の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図２】本発明に係る気相成長装置の他の例を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図３】実施例と比較例における反応管内に流入するガ
スの流量の経時変化を示す特性図である。
スの流量の経時変化を示す特性図である。
【図４】従来の気相成長装置を示す概略構成図である。
１０，１１０ 気相成長装置 １１ 反応管 １６ 制御部（比較手段） Ｃ９ キャリアガスの流量制御装置（流量調整手段） Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５ 流
量制御装置（検知手段） Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８ 原
料ガスの供給ライン Ｌ９ キャリアガス供給ライン Ｌ１０ 主供給ライン
量制御装置（検知手段） Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８ 原
料ガスの供給ライン Ｌ９ キャリアガス供給ライン Ｌ１０ 主供給ライン
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の原料ガスを混合してなる混合ガス
をキャリアガスで輸送して反応管内に導入することによ
り基板上に半導体薄膜を気相成長させるにあたり、反応
管に流入するガスの流量を検知し、その検知した流量に
基づいて前記キャリアガスの流量を調整するようにした
ことを特徴とする気相成長方法。 - 【請求項２】 上記気相成長方法を用いた気相成長装置
であって、反応管に流入するガスの流量を検知する検知
手段と、該検知手段により検知された流量と予め定めら
れてなる所定値とを比較する比較手段と、該比較手段に
おける比較結果に基づいてキャリアガスの流量を調整す
る流量調整手段とを備えていることを特徴とする気相成
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8622393A JPH06302522A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8622393A JPH06302522A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302522A true JPH06302522A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13880795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8622393A Pending JPH06302522A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007032053A1 (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Epicrew Corporation | 反応ガス供給装置及び半導体製造装置 |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP8622393A patent/JPH06302522A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007032053A1 (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Epicrew Corporation | 反応ガス供給装置及び半導体製造装置 |
| JPWO2007032053A1 (ja) * | 2005-09-12 | 2009-03-19 | エピクルー株式会社 | 反応ガス供給装置及び半導体製造装置 |
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