JPH0677234U - 気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 反応管６０へガスを供給する配管７０に質量
流量制御装置１０、１１、１２が設置された気相成長装
置において、前記質量流量制御装置１０、１１、１２と
直列に質量流量測定装置２１、２２を設置し、さらに、
前記質量流量測定装置２１、２２より下流に、流量測定
装置３０が設置された配管７７を接続した気相成長装
置。 【効果】 配管に設置されたＭＦＣを検査する場合に、
ＭＦＣを取りはずすことなく正確に検査するこができ、
また、ＭＦＣを取り外す必要がないため、本体系を汚染
することがない。さらに、本体系を汚染することなくか
つ正確にＭＦＭ自体の検査をすることができ、その結
果、本体系を汚染することなく、完全に正確にＭＦＣを
検査することができる。特に、原料ガスの正確な流量制
御が必要な有機金属気相成長法による化合物半導体結晶
薄膜のエピタキシャル成長に有用である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば有機金属気相成長法により結晶基板上にＧａＡｓ等の化合物 半導体結晶薄膜をエピタキシャル成長させる気相成長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

結晶基板上にＧａＡｓ等の化合物半導体結晶薄膜をエピタキシャル成長させた ウエハはＨＥＭＴ、ＦＥＴ、ＨＢＴ等の電子デバイス材料として使用されている 。

【０００３】 有機金属気相成長法により化合物半導体結晶薄膜をエピタキシャル成長させる 従来からの気相成長装置の概念図を図２に示す。従来からの気相成長装置は、図 ２に示すように、反応管６０と、反応管６０に接続され、反応管６０にガスを供 給するための配管７０と、反応管６０に接続され、反応管６０よりガスを排気す るための配管９８と、配管７０の他端に接続された図示しないキャリアガスのガ スボンベと、一方の端に配管７０が接続され、他端に原料ガスのガスボンベ４０ が接続された配管７１と、配管７０と並列に設けられ、有機金属バブラ５０が設 けられた配管７４とから一般になり、キャリアガスはキャリアガスのボンベから 、原料ガスはガスボンベ４０及び有機金属バブラ５０から反応管６０へ供給され るようになっている。さらに従来からの気相成長装置には、原料ガスのガスボン ベ４０が接続された配管７１に質量流量制御装置（マスフローコントローラー、 以下ＭＦＣと略す）１１が設置されており、このＭＦＣ１１によりガスボンベ４ ０からの原料ガスの流量制御を行うようになっている。また、有機金属バブラ５ ０が設けられた配管７４の有機金属バブラ５０より上流にＭＦＣ１２が設置され ており、このＭＦＣ１２により有機金属バブラ５０に供給するキャリアガスの流 量を制御することにより有機金属バブラからの原料ガスの流量制御をするように なっている。配管７０の図中Ａ、Ｂ間の配管７０’は、反応管へキャリアガスの みを供給するための配管となっており、この配管７０’には、通常、容量の大き いＭＦＣ１０が設置され、このＭＦＣ１０によりキャリアガスのみの流量制御を 行うようになっている。原料ガスのガスボンベ４０が接続された配管７１のＭＦ Ｃ１１より上流の配管７１’には、他端が配管７０の上流部に接続された配管７ ５が接続されており、キャリアガスによりＭＦＣ１１をパージできるようになっ ている。従って、全てのＭＦＣ１０、１１、１２はキャリアガスによるパージが 可能となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長させる化合物半導体結晶薄膜が 、薄層化かつその積層構造が複雑化するに伴い、反応管に供給する原料ガスのよ り精密な流量制御が必要となる。原料ガスの流量制御は、上記したように各所定 の配管に設置されたＭＦＣにより行うが、ＭＦＣは複雑な機械部及び電子回路を 有しているため、故障や制御流量の若干のずれを生じることがある。これらの故 障及び制御流量のずれは、化合物半導体結晶薄膜の成長において致命的な不具合 を生じさせる。

【０００５】 従って、化合物半導体結晶薄膜をエピタキシャ成長させる気相成長装置は、Ｍ ＦＣの定期的な検査が必要である。図２に示すような従来の気相成長装置におい て、その配管に設置されたＭＦＣを検査する方法としては、次に示す２つの方法 がある。第１の方法は、ＭＦＣを配管から取り外してこれを検査をする方法であ る。第２の方法は、例えば反応管等のある一定容積を減圧にしておき、そこに検 査をしようとするＭＦＣを通してキャリアガスを供給し、このときの一定容積内 の圧力の変化よりＭＦＣを検査する方法である。

【０００６】 しかしながら、前者の方法は、ＭＦＣを配管から取り外すため本体系を汚染す るおそれがあるという問題がある。また、後者の方法は、直接的な方法でないた め誤差を生みやすいという問題がある。

【０００７】 本考案は、このような、気相成長装置におけるＭＦＣの検査の問題点を解決し 、本体系を汚染することなく正確にＭＦＣを検査するこができ、正確な原料ガス の流量制御による化合物半導体結晶薄膜のエピタキシャル成長の可能な気相成長 装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、反応管へガスを供給する配管にＭＦＣ が設置されてなる気相成長装置において、前記ＭＦＣと直列となるように前記配 管に質量流量測定装置（マスフローメーター、以下ＭＦＭと略す）が設置されて なることを特徴とする気相成長装置を提供するものである。

【０００９】 本考案の気相成長装置において、配管に設置されたＭＦＣを検査するときは、 ＭＦＣと直列となるように配管に設置されたＭＦＭにより検査する。

【００１０】 また、図２に示したように、気相成長装置は、通常、それぞれのＭＦＣの上流 をたどると単一のキャリアガスを供給する配管７０”に達する。そこでこの配管 ７０”に、ＭＦＭを設置することにより、１つのＭＦＭにより全てのＭＦＣの検 査が可能となる。

【００１１】 また、ＭＦＣの制御流量範囲に応じて、複数のＭＦＭを互いに並列となるよう に設置して、複数のＭＦＭにより検査できるようにしてもよい。

【００１２】 また、ＭＦＣの検査は、通常、行わないので、図１に示すようにＭＦＭ２１、 ２２が設置された配管７８と並列にバルブ８１を備えた配管７６を設けかつＭＦ Ｍ２１、２２が設置された配管にバルブ８６、８７を設けておき、通常は、この バルブ８６、８７を閉め、バルブ８１を開けて、ＭＦＭ２１、２２にガスを通さ ないようにして、本体系に悪影響がないようにするのが好ましい。

【００１３】 さらに、ガス供給方向から見てＭＦＭより下流の配管に、前記ＭＦＭとは別途 に流量測定装置が設置された配管を接続して、ＭＦＭ自体をこの流量測定装置に より検査できるようにすれば、本体系を汚染することなくＭＦＭ自体を正確に検 査するこができる。また、この流量測定装置を交換、検査などするために、取り 外しても本体系を汚染することがない。この流量測定装置としては、浮子式流量 計、石けん膜流量計等があげられる。

【００１４】 なお、流量測定装置が設置された配管を、ＭＦＣより下流の配管に接続しても よく、この場合は、上記ＭＦＭを設置しなくてもよい。

【００１５】

【作用】

本考案の気相成長装置は、ＭＦＣと直列にＭＦＭを設置したことにより、ＭＦ Ｃを検査する場合に、ＭＦＣを取りはずすことなくかつ正確に検査するこができ 、また、ＭＦＣを取り外す必要がないため、本体系を汚染するとがない。さらに 、本考案の気相成長装置は、流量測定装置が設置された配管をＭＦＭより下流の 配管に接続したことにより、本体系を汚染することなくかつ正確にＭＦＭ自体の 検査をすることができ、また、流量測定装置を検査、交換などのために取り外し ても本体系を汚染するこがなく、その結果、本体系を汚染することなく、完全に 正確にＭＦＣを検査することができる。従って、本考案の気相成長装置は、本体 系を汚染することなく、正確な原料ガスの流量制御による化合物半導体結晶薄膜 のエピタキシャル成長が可能である。

【００１６】

【実施例】

本考案の気相成長装置の一実施例の概念図を図１に示す。図１に示すように、 反応管６０にガスを供給する配管７０の上流部の配管７０”に、ＭＦＣ１０、１ １、１２と直列となるように、１０ＳＬＭのＭＦＭ２１と５００ｓｃｃｍのＭＦ Ｍ２２を互いに並列に設置し、さらにこれらのＭＦＭ２１、２２を設置した配管 ７８と並列となるように配管７６を設けるとともに、配管７６にバルブ８１を、 １０ＳＬＭのＭＦＭ２１の前後の配管７８にバルブ８２、８３を、５００ｓｃｃ ｍのＭＦＭ２２の前後の配管７８にバルブ８４、８５を、ＭＦＭ２１、２２を設 置した配管７８にバルブ８６、８７を設けた。さらにＭＦＭ２１、２２より下流 の配管に配管７７を接続し、この配管７７に流量測定装置３０を設置し、配管７ ７の流量測定装置３０より上流にバルブ８８を設けた。

【００１７】 上記した本考案実施例の気相成長装置おいて、例えば、ＭＦＣ１０を検査する 場合は、バルブ８２、８３、８６、８７、８９を開け、バルブ８１、８４、８５ 、８８、９０を閉めて、ガスをＭＦＭ２１とＭＦＣ１０に通すようにして、ＭＦ Ｍ２１により検査する。

【００１８】 また、配管７１、７２に設置されたＭＦＣ１１、１２を検査する場合は、バル ブ８４、８５、８６、８７を開け、バルブ８１、８２、８３、８８、８９を閉め 、検査しようとするＭＦＣ１１、１２に対応するバルブ９０を開け、それ以外の バルブ９０を閉めて、ＭＦＭ２２と検査しようとするＭＦＣ１１又は１２にガス を通すようにして、ＭＦＭ２２により検査する。

【００１９】 ＭＦＭ２１自体の検査をする場合は、バルブ８２、８３、８７、８８を開け、 バルブ８１、８４、８５、８６を閉めて、ＭＦＭ２１と流量測定装置３０にガス を通すようにして、流量測定装置３０により検査する。

【００２０】 上記した本考案実施例の気相成長装置おいて、気相成長を行う場合は、バルブ ８１を開け、バルブ８６、８７を閉め、ＭＦＭにはガスを通さないようにする。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の気相成長装置は、ＭＦＣと直列にＭＦＭを設置したことにより、配管 に設置されたＭＦＣを検査する場合に、ＭＦＣを取りはずすことなくかつ正確に 検査するこができ、また、ＭＦＣを取り外す必要がないため、本体系を汚染する ことがない。さらに、本考案の気相成長装置は、流量測定装置が設置された配管 をＭＦＭより下流の配管に接続したことにより、本体系を汚染することなくかつ 正確にＭＦＭ自体の検査をすることができ、また、流量測定装置を検査、交換な どするために取り外しても本体系を汚染することがなく、その結果、本体系を汚 染することなく、完全に正確にＭＦＣを検査することができる。

【００２２】 従って、本考案の気相成長装置は、本体系を汚染することなく、正確な原料ガ スの流量制御による化合物半導体結晶薄膜の成長が可能であり、特に、原料ガス の正確な流量制御が必要な有機金属気相成長法による化合物半導体結晶薄膜のエ ピタキシャル成長に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の気相成長装置の一実施例の概
念図である。

【図２】図２は、従来からの気相成長装置の概念図であ
る。

【符号の説明】

１０、１１、１２ 質量流量制御装置（ＭＦＣ） ２１、２２ 質量流量測定装置（ＭＦＭ） ３０ 流量測定装置 ４０ ガスボンベ ５０ 有機金属バブラ ６０ 反応管 ７０、７０’、７０”、７１、７３、７４、７５、７
６、７７、７８ 配管 ８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８
９、９０ バルブ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応管へガスを供給する配管に質量流量
   制御装置が設置されてなる気相成長装置において、前記
   質量流量制御装置と直列となるように前記配管に質量流
   量測定装置が設置されてなることを特徴とする気相成長
   装置。
2. 【請求項２】 ガス供給方向から見て前記質量流量測定
   装置より下流の前記配管に、流量測定装置が設置された
   配管が接続されてなることを特徴とする請求項１記載の
   気相成長装置。