JPH0697081A - Vapor growth apparatus - Google Patents

Vapor growth apparatus

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JPH0697081A
JPH0697081A JP24220292A JP24220292A JPH0697081A JP H0697081 A JPH0697081 A JP H0697081A JP 24220292 A JP24220292 A JP 24220292A JP 24220292 A JP24220292 A JP 24220292A JP H0697081 A JPH0697081 A JP H0697081A
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JP
Japan
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pressure
bubbler
carrier gas
gas
reaction gas
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Withdrawn
Application number
JP24220292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Sawada
亮 澤田
Koji Ebe
広治 江部
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0697081A publication Critical patent/JPH0697081A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a vapor growth apparatus capable of forming a crystalline thin film with high quality and reproducibility through a substrate surface concerning the vapor growth apparatus. CONSTITUTION:In a bubbler 101, a reactant gas is generated by a carrier gas supplied from the outside and a liquid material 102 stored in the inside. In the bubbler 101, a pressure detector 107 is directly installed and a pressure of the reactant gas is detected. A pressure controller 108 directs instructions to a pressure control valve 109 according to the pressure detected by the pressure detector 107 and thereby the pressure of the reactant gas is maintained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は気相成長装置に係り、特
に半導体材料などにおける結晶薄膜を形成させる気相成
長装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a vapor phase growth apparatus for forming a crystalline thin film in a semiconductor material or the like.

【0002】近年、半導体材料などにおける結晶薄膜を
形成させる方法として、MOCVD(Metalorganic Che
mical Vapor Deposition)法による結晶成長法が多用さ
れている。
Recently, as a method for forming a crystalline thin film in a semiconductor material or the like, MOCVD (Metalorganic Che
The crystal growth method based on the mical vapor deposition method is often used.

【0003】これは、形成される薄膜の性質を、反応
炉に供給する気体の組成および流量の調節によって制御
可能であり、この方法を実現するための気相成長装置
の構成が簡単で大量生産に適しており、結晶成長が熱
分解的に進行するため、異種基板表面にもエピタキシャ
ル成長させることが可能である、などの理由による。
This is because the properties of the thin film to be formed can be controlled by adjusting the composition and flow rate of the gas supplied to the reactor, and the vapor phase growth apparatus for realizing this method has a simple structure and is mass-produced. It is suitable for the above, and because the crystal growth progresses pyrolytically, it is possible to epitaxially grow even on the surface of a different substrate.

【0004】しかしながら、上記の性質のため、生産
される半導体ウェハなどの品質は、反応炉に供給される
気体の組成および流速の調節精度に大きく左右される。
However, because of the above properties, the quality of the produced semiconductor wafer or the like is greatly affected by the composition of the gas supplied to the reaction furnace and the adjustment accuracy of the flow rate.

【0005】したがって、反応炉に供給される気体の組
成および流速の調節精度の高い気相成長装置を提供する
ことが望まれていた。
Therefore, it has been desired to provide a vapor phase growth apparatus in which the composition and flow rate of the gas supplied to the reaction furnace can be adjusted with high accuracy.

【0006】[0006]

【従来の技術】図4は従来の気相成長装置の一例であ
り、水素をキャリアガスとする第1の反応ガス供給系1
00および第2の反応ガス供給系200と、希釈ガス供
給系300と、これらガス供給系から供給された各反応
ガスの混合ガスを熱分解によって薄膜化させる反応炉系
400とから構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a conventional vapor phase growth apparatus, which is a first reaction gas supply system 1 using hydrogen as a carrier gas.
00 and a second reaction gas supply system 200, a dilution gas supply system 300, and a reaction furnace system 400 for thinning a mixed gas of each reaction gas supplied from these gas supply systems by thermal decomposition. .

【0007】次に、2系統の反応ガス供給系の構成およ
び動作について説明するが、どちらも同じ構成および動
作とされているので、第1の反応ガス供給系についての
み説明を行うこととする。なお、第1の反応ガス供給系
における符号の直後に括弧にて示す符号は、第2の反応
ガス供給系において同一動作を行う部分を示すものとす
る。
Next, the configuration and operation of the two reaction gas supply systems will be described. Since both have the same configuration and operation, only the first reaction gas supply system will be described. It should be noted that the reference numerals shown in parentheses immediately after the reference numerals in the first reaction gas supply system indicate the portions that perform the same operation in the second reaction gas supply system.

【0008】第1の反応ガス供給系100(200)の
主要部は、バブラ101(201)である。バブラ10
1(201)は、室温付近で比較的高い蒸気圧を有する
III族元素のアルキル化物などの液体原料102(20
2)をその内部に保持している。
The bubbler 101 (201) is the main part of the first reaction gas supply system 100 (200). Bubbler 10
1 (201) has a relatively high vapor pressure near room temperature
Liquid raw material 102 (20) such as alkylated group III element
2) is held inside.

【0009】バブラ101(201)においては、キャ
リアガス供給管103(203)を通して外部から供給
される水素などのキャリアガスと、液体原料102(2
02)とを化合させて反応ガスを生成し、これを反応炉
系400に供給する。
In the bubbler 101 (201), a carrier gas such as hydrogen supplied from the outside through the carrier gas supply pipe 103 (203) and the liquid raw material 102 (2).
02) is combined with to generate a reaction gas, which is supplied to the reaction furnace system 400.

【0010】このとき、反応ガス中の化合物の濃度を精
密に制御するために、キャリアガスおよび液体原料1
02(202)の温度、キャリアガスの流入圧力(以
後、「1次圧力」と記載する)、バブラ101(20
1)内部における反応ガスの圧力(以後、「2次圧力」
と記載する)のそれぞれを調節する必要がある。
At this time, in order to precisely control the concentration of the compound in the reaction gas, the carrier gas and the liquid raw material 1
02 (202) temperature, carrier gas inflow pressure (hereinafter referred to as “primary pressure”), bubbler 101 (20
1) Pressure of the reaction gas inside (hereinafter, “secondary pressure”)
It is necessary to adjust each of the above).

【0011】そこで、キャリアガスおよび液体原料1
02(202)の温度を調節するために、恒温槽104
(204)が設けられる。恒温槽104(204)には
恒温保持用液体105(205)が満たされており、図
示しない温度一定化手段によって常に同一温度を保持す
る構成とされている。
Therefore, the carrier gas and the liquid raw material 1
02 (202) to regulate the temperature
(204) is provided. The constant temperature bath 104 (204) is filled with the constant temperature holding liquid 105 (205), and is configured to always maintain the same temperature by a temperature stabilizing means (not shown).

【0012】そして、バブラ101(201)は、同一
温度を保持している恒温保持用液体105(205)に
常に浸されているため、キャリアガスおよび液体原料1
02(202)の温度は、恒温保持用液体105(20
5)の温度を調節することによって制御できる。
Since the bubbler 101 (201) is constantly immersed in the constant temperature holding liquid 105 (205) holding the same temperature, the carrier gas and the liquid raw material 1
The temperature of 02 (202) is the temperature of the constant temperature holding liquid 105 (20
It can be controlled by adjusting the temperature of 5).

【0013】また、1次圧力を調節するために、キャ
リアガス供給管103(203)の入口部分にマスフロ
ーコントローラ106(206)が設けられている。し
たがって、1次圧力は、マスフローコントローラ106
(206)を調節することによって制御できる。
A mass flow controller 106 (206) is provided at the inlet of the carrier gas supply pipe 103 (203) in order to adjust the primary pressure. Therefore, the primary pressure is the mass flow controller 106.
It can be controlled by adjusting (206).

【0014】さらに、2次圧力を調節するために、2
次圧力を検知する圧力検知器107(207)と、2次
圧力が所定の圧力となるように指示する圧力制御装置1
08(208)と、圧力制御装置108(208)から
の指示にもとづいて反応炉系400への反応ガスの流出
量を制御する圧力制御弁109(209)とが設けられ
ている。
Further, in order to adjust the secondary pressure, 2
A pressure detector 107 (207) for detecting the secondary pressure and a pressure control device 1 for instructing the secondary pressure to be a predetermined pressure.
08 (208) and a pressure control valve 109 (209) that controls the outflow amount of the reaction gas to the reaction furnace system 400 based on an instruction from the pressure control device 108 (208).

【0015】圧力検知器107(207)は、反応ガス
供給管110(210)の途中にに接続され、現在の2
次圧力を測定する。測定された現在の2次圧力は圧力制
御装置108(208)に伝えられる。圧力制御装置1
08(208)は、所定の2次圧力が得られるように圧
力制御弁109(209)に対して弁の閉塞または開放
を指示する。
The pressure detector 107 (207) is connected in the middle of the reaction gas supply pipe 110 (210), and the
Measure the next pressure. The measured current secondary pressure is communicated to the pressure controller 108 (208). Pressure control device 1
08 (208) instructs the pressure control valve 109 (209) to close or open the valve so that a predetermined secondary pressure is obtained.

【0016】以上によって、第1の反応ガス供給系10
0および第2の反応ガス供給系200における制御が行
われ、第1の反応ガスと第2の反応ガスの混合比率が決
定される。
As described above, the first reaction gas supply system 10
0 and the second reaction gas supply system 200 are controlled to determine the mixing ratio of the first reaction gas and the second reaction gas.

【0017】また、希釈ガス供給系300は、マスフロ
ーコントローラ301を調節して反応炉系400へのキ
ャリアガスの流出量を制御することにより、反応ガス全
体の濃度を設定する。
Further, the dilution gas supply system 300 sets the concentration of the entire reaction gas by adjusting the mass flow controller 301 to control the outflow amount of the carrier gas to the reaction furnace system 400.

【0018】反応炉系400においては、第1の反応ガ
ス供給系100,第2の反応ガス供給系200,および
希釈ガス供給系300のそれぞれから供給される第1の
反応ガス,第2の反応ガス,および希釈ガスを反応炉4
01の内部に充満させて混合させる。
In the reaction furnace system 400, the first reaction gas and the second reaction gas supplied from the first reaction gas supply system 100, the second reaction gas supply system 200, and the dilution gas supply system 300, respectively. Reactor 4 using gas and diluent gas
Fill 01 and mix.

【0019】反応炉401の内部には結晶膜を成長させ
る基板402が載置されたヒータ403が設けられてい
る。ヒータ403の温度は反応炉401の外部に設けら
れた温度制御装置404によって制御される。
Inside the reaction furnace 401 is provided a heater 403 on which a substrate 402 for growing a crystal film is placed. The temperature of the heater 403 is controlled by a temperature control device 404 provided outside the reaction furnace 401.

【0020】したがって、反応炉401の内部に反応ガ
スを充満させた状態でヒータ403で基板402を加熱
して熱分解させることによって、基板402の表面に所
定の結晶性薄膜が形成される。
Therefore, a predetermined crystalline thin film is formed on the surface of the substrate 402 by heating the substrate 402 by the heater 403 and thermally decomposing it while the reaction furnace 401 is filled with the reaction gas.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の気相成長装置においては、2次圧力を検知する圧力
検知器を反応ガス供給管に接続し、外部に流出している
反応ガスの圧力を検知していたため、反応ガスの流出に
伴う圧力低下をも含めて2次圧力として検知し、本来検
知対象とされているバブラ内部の2次圧力と若干異なる
値となるという問題点があった。
However, in the above-described conventional vapor phase growth apparatus, a pressure detector for detecting the secondary pressure is connected to the reaction gas supply pipe to control the pressure of the reaction gas flowing out to the outside. Since it has been detected, there is a problem that the secondary pressure including the pressure drop due to the outflow of the reaction gas is detected, and the value is slightly different from the secondary pressure inside the bubbler, which is the object of detection.

【0022】このため、反応ガス供給系において生成さ
れる反応ガスに占めるキャリアガスと液体原料との化合
物の濃度の精度が低下して、基板表面に形成される結晶
性薄膜の品質が低下するとともに、同じ結晶組成を有す
る結晶性薄膜を形成することが難しいという問題点があ
った。
Therefore, the accuracy of the concentration of the compound of the carrier gas and the liquid raw material in the reaction gas generated in the reaction gas supply system is lowered, and the quality of the crystalline thin film formed on the substrate surface is lowered. However, there is a problem that it is difficult to form a crystalline thin film having the same crystal composition.

【0023】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、バブラ内部の2次圧力を厳密に検知することに
より、基板表面により高品質な結晶性薄膜を形成させる
ことのできる気相成長装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and a gas phase capable of forming a high-quality crystalline thin film on the substrate surface by strictly detecting the secondary pressure inside the bubbler. The purpose is to provide a growth apparatus.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明になる気
相成長装置の原理を示す。
FIG. 1 shows the principle of the vapor phase growth apparatus according to the present invention.

【0025】同図中、キャリアガス供給管103はマス
フローコントローラ106を有し、前記マスフローコン
トローラ106はキャリアガスの供給量を制御する。バ
ブラ101は内部に液体原料102を貯留しており、前
記キャリアガス供給管103からキャリアガスを供給さ
れて、反応ガスを生成する。
In the figure, the carrier gas supply pipe 103 has a mass flow controller 106, and the mass flow controller 106 controls the supply amount of the carrier gas. The bubbler 101 stores a liquid raw material 102 inside, and is supplied with a carrier gas from the carrier gas supply pipe 103 to generate a reaction gas.

【0026】圧力検知器107は生成された前記反応ガ
スの圧力を検知する。反応ガス供給管110は反応ガス
流量制御手段111を有し、前記反応ガス流量制御手段
111は、前記圧力検知器107によって検知された前
記反応ガスの圧力にもとづき、反応炉401に対する前
記反応ガスの供給量を一定化させる。
The pressure detector 107 detects the pressure of the generated reaction gas. The reaction gas supply pipe 110 has a reaction gas flow rate control unit 111, and the reaction gas flow rate control unit 111 supplies the reaction gas to the reaction furnace 401 based on the pressure of the reaction gas detected by the pressure detector 107. Make the supply constant.

【0027】本発明においては、前記圧力検知器107
を前記バブラ101に直付けした構成とされている。
In the present invention, the pressure detector 107 is used.
Is directly attached to the bubbler 101.

【0028】[0028]

【作用】上記の構成によれば、圧力検知器をバブラに直
付けした構成とされているため、反応ガスの圧力を厳密
に検知することができる。したがって、圧力検知器を反
応ガス供給管に接続した場合にくらべて、反応ガスに占
めるキャリアガスと液体原料との化合物の濃度の精度を
高めることができる。
According to the above construction, since the pressure detector is directly attached to the bubbler, the pressure of the reaction gas can be strictly detected. Therefore, compared with the case where the pressure detector is connected to the reaction gas supply pipe, the accuracy of the concentration of the compound of the carrier gas and the liquid raw material in the reaction gas can be increased.

【0029】[0029]

【実施例】図2は本発明になる気相成長装置の一実施例
を示す。同図中、図1および図4と同一構成部分につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。また、10
0aは第1の反応ガス供給系を、200aは第2の反応
ガス供給系を、103aおよび203aは温度安定化用
配管を、112および212は真空ポンプを、113お
よび213はキャリアガス導入管を、それぞれ示す。
EXAMPLE FIG. 2 shows an example of the vapor phase growth apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Also, 10
0a is a first reaction gas supply system, 200a is a second reaction gas supply system, 103a and 203a are temperature stabilization pipes, 112 and 212 are vacuum pumps, 113 and 213 are carrier gas introduction pipes. , Respectively.

【0030】図2においても従来とほぼ同様に、第1の
反応ガス供給系100a,第2の反応ガス供給系200
a,希釈ガス供給系300と、反応炉系400とから構
成されている。
Also in FIG. 2, the first reaction gas supply system 100a and the second reaction gas supply system 200 are almost the same as the conventional one.
a, a diluent gas supply system 300 and a reaction furnace system 400.

【0031】そして、第1の反応ガス供給系100a,
第2の反応ガス供給系200a,希釈ガス供給系300
には、それぞれキャリアガスとして水素が供給される。
第1の反応ガス供給系100a,第2の反応ガス供給系
200aにおいては、水素中にそれぞれの液体原料が気
化して反応ガスが形成され、これが希釈ガス供給系30
0からの水素とともに混合された後、反応炉系400に
供給される。
Then, the first reaction gas supply system 100a,
Second reaction gas supply system 200a, dilution gas supply system 300
Is supplied with hydrogen as a carrier gas.
In the first reaction gas supply system 100a and the second reaction gas supply system 200a, respective liquid raw materials are vaporized in hydrogen to form a reaction gas, which is the dilution gas supply system 30.
After being mixed with hydrogen from 0, it is fed to the reactor system 400.

【0032】反応炉系400では、上記によって混合さ
れた反応ガスが反応炉401の内部に設けられたヒータ
403によって熱分解されて、ヒータ403に載置され
た基板402の表面に結晶性薄膜を形成させる。
In the reaction furnace system 400, the reaction gas mixed as described above is pyrolyzed by the heater 403 provided inside the reaction furnace 401, and a crystalline thin film is formed on the surface of the substrate 402 mounted on the heater 403. Let it form.

【0033】次に、第1の反応ガス供給系100aの構
成および動作について説明する。なお、第1の反応ガス
供給系100aと第2の反応ガス供給系200aとは液
体原料を除いて同一構成なので、第2の反応ガス供給系
200aについては符号のみを示し、説明を省略する。
Next, the structure and operation of the first reaction gas supply system 100a will be described. Since the first reaction gas supply system 100a and the second reaction gas supply system 200a have the same configuration except for the liquid raw material, only the reference numerals of the second reaction gas supply system 200a are shown and the description thereof is omitted.

【0034】バブラ101(201)内にキャリアガス
である水素を送り込むキャリアガス供給管103(20
3)の一部には温度安定化用配管103a(203a)
が設けられており、バブラ101(201)とともに恒
温槽104(204)によって一定温度とされた恒温保
持用液体105(205)に浸漬されている。
A carrier gas supply pipe 103 (20) for feeding hydrogen as a carrier gas into the bubbler 101 (201).
Part of 3) is a temperature stabilizing pipe 103a (203a).
Is provided and is immersed together with the bubbler 101 (201) in the constant temperature holding liquid 105 (205) which is kept at a constant temperature by the constant temperature bath 104 (204).

【0035】また、バブラ101(201)に直付けさ
れた圧力検知器107(207)と並列して、バブラ1
01(201)内の気体を排出させる真空ポンプ112
(212)と、キャリアガスである水素を直付け部10
7a(207a)内に導入させるキャリアガス導入管1
13(213)がバブラ101(201)に接続されて
いる。
Further, the bubbler 1 is installed in parallel with the pressure detector 107 (207) directly attached to the bubbler 101 (201).
01 (201) vacuum pump 112 for discharging the gas
(212) and hydrogen, which is a carrier gas, are directly attached to the portion 10
Carrier gas introduction pipe 1 introduced into 7a (207a)
13 (213) is connected to the bubbler 101 (201).

【0036】そして、希釈ガス供給系300に対して水
素を供給する配管が存在するので、合計5つの配管が水
素を供給するために設けられている。
Since there is a pipe for supplying hydrogen to the dilution gas supply system 300, a total of five pipes are provided for supplying hydrogen.

【0037】バブラ101(201)には反応ガス供給
管110(210)が接続されており、バブラ101
(201)内で生成された反応ガスを反応炉系400に
送り込む。反応ガス供給管110(210)には圧力制
御弁109(209)が設けられ、反応炉系400への
反応ガスの流出量が一定となるように制御される。
A reaction gas supply pipe 110 (210) is connected to the bubbler 101 (201).
The reaction gas generated in (201) is fed into the reaction furnace system 400. The reaction gas supply pipe 110 (210) is provided with a pressure control valve 109 (209) so that the outflow amount of the reaction gas to the reaction furnace system 400 is controlled to be constant.

【0038】すなわち、圧力検知器107(207)に
検知されたバブラ101(201)内の圧力は、圧力制
御装置108(208)に伝達される。圧力制御装置1
08(208)はこの圧力にもとづいて圧力制御弁10
9(209)を調整して、反応炉系400への反応ガス
の流出量が一定となるように制御する。
That is, the pressure in the bubbler 101 (201) detected by the pressure detector 107 (207) is transmitted to the pressure control device 108 (208). Pressure control device 1
08 (208) is a pressure control valve 10 based on this pressure.
9 (209) is adjusted so that the outflow amount of the reaction gas into the reaction furnace system 400 becomes constant.

【0039】希釈ガス供給系300においては、マスフ
ローコントローラ301により、反応炉系400への水
素の流出量が一定となるように制御されている。
In the dilution gas supply system 300, the mass flow controller 301 controls the outflow amount of hydrogen to the reactor system 400 to be constant.

【0040】上記により、第1の反応ガス供給系100
a,第2の反応ガス供給系200a,希釈ガス供給系3
00から、それぞれ流出量が一定となるように供給され
たガスは、反応炉401内で混合状態となる。
As described above, the first reaction gas supply system 100
a, second reaction gas supply system 200a, dilution gas supply system 3
The gas supplied from 00 so that the outflow amount becomes constant is in a mixed state in the reaction furnace 401.

【0041】反応炉401内には基板402を載置した
ヒータ403が封入されており、反応炉401の外部に
ある温度制御装置404によって一定温度に加熱されて
いる。
A heater 403 on which a substrate 402 is placed is enclosed in the reaction furnace 401, and is heated to a constant temperature by a temperature control device 404 outside the reaction furnace 401.

【0042】したがって、反応炉401内で混合された
反応ガスは、ヒータ403によって熱分解され、基板4
02の表面に結晶性薄膜が成長する。
Therefore, the reaction gas mixed in the reaction furnace 401 is thermally decomposed by the heater 403, and the substrate 4
A crystalline thin film grows on the surface of 02.

【0043】本発明における要部の構成,作用,効果
は、以下の通りである。
The structure, operation and effect of the main part of the present invention are as follows.

【0044】第1に、圧力検知器107(207)を反
応ガス供給管110(210)に接続するのでなく、バ
ブラ101(201)に直付けする構成とした点であ
る。
First, the pressure detector 107 (207) is directly connected to the bubbler 101 (201) instead of being connected to the reaction gas supply pipe 110 (210).

【0045】これによって、従来のように反応ガスの流
出に伴う圧力低下をも含めて2次圧力として検知するこ
となく、バブラ101(201)内の圧力を直接的に検
知することができるようになり、圧力の厳密な測定が可
能となった。
Thus, the pressure in the bubbler 101 (201) can be directly detected without detecting the secondary pressure including the pressure drop caused by the outflow of the reaction gas as in the conventional case. It became possible to measure the pressure precisely.

【0046】したがって、前記によって厳密に測定され
た圧力値を利用して、反応ガスに占めるキャリアガスと
液体原料との化合物の濃度の精度を高め、基板表面に形
成される結晶性薄膜の品質を従来より再現性よく向上さ
せることができる。
Therefore, by using the pressure value strictly measured as described above, the accuracy of the concentration of the compound of the carrier gas and the liquid raw material in the reaction gas is increased to improve the quality of the crystalline thin film formed on the substrate surface. The reproducibility can be improved more than ever before.

【0047】第2に、キャリアガス供給管103(20
3)の一部に温度安定化用配管103a(203a)を
設け、バブラ101(201)とともに恒温槽104
(204)中にて一定温度とされた恒温保持用液体10
5(205)に浸す構成とした点である。
Second, the carrier gas supply pipe 103 (20
The temperature stabilizing pipe 103a (203a) is provided in a part of 3), and the temperature-controlled bath 104 together with the bubbler 101 (201).
Constant temperature holding liquid 10 kept at a constant temperature in (204)
5 (205).

【0048】これによって、バブラ101(201)に
供給されるキャリアガスは、温度安定化用配管103a
(203a)を通過するときに加熱(あるいは冷却)さ
れて、バブラ101(201)内に入るときには常にバ
ブラ101(201)内に保持されている液体原料10
2(202)とほぼ同一温度となる。
As a result, the carrier gas supplied to the bubbler 101 (201) is cooled by the temperature stabilizing pipe 103a.
Liquid raw material 10 which is heated (or cooled) when passing through (203a) and is always held in bubbler 101 (201) when entering into bubbler 101 (201).
2 (202) and almost the same temperature.

【0049】したがって、キャリアガスがバブラ101
(201)に入ったときの熱交換がなくなるので、バブ
ラ101(201)内の飽和蒸気圧の変動すなわち反応
ガスの圧力変動がなくなり、基板表面に形成される結晶
性薄膜の品質を従来より再現性よく向上させることがで
きる。
Therefore, the carrier gas is bubbler 101.
Since there is no heat exchange when entering (201), there is no fluctuation in the saturated vapor pressure in the bubbler 101 (201), that is, fluctuation in the pressure of the reaction gas, and the quality of the crystalline thin film formed on the substrate surface is reproduced more than before. It can be improved with good performance.

【0050】第3に、圧力検知器107(207)とバ
ブラ101(201)との直付け部107a(207
a)内のガスを強制的に排出させる真空ポンプ112
(212)と、直付け部107a(207a)内にキャ
リアガスを流入させるキャリアガス導入管113(21
3)とを具備する構成とした点である。
Thirdly, the pressure detector 107 (207) and the bubbler 101 (201) are directly attached to each other 107a (207).
Vacuum pump 112 for forcibly discharging the gas in a)
(212) and the carrier gas introduction pipe 113 (21) for introducing the carrier gas into the direct attachment portion 107a (207a).
3) is included.

【0051】第1の要部として前述したように、圧力検
知器107(207)をバブラ101(201)に直付
けすることにより、バブラ101(201)内の圧力を
厳密に測定可能となる。
As described above as the first main part, by directly attaching the pressure detector 107 (207) to the bubbler 101 (201), the pressure inside the bubbler 101 (201) can be strictly measured.

【0052】しかしながら、この直付け部107a(2
07a)においてはガスの流れが生じないため、バブラ
101(201)を交換するときに侵入した外気などの
不純物ガスが滞留し、装置の運用中に反応炉内を汚染す
るなどの悪影響を及ぼすという問題点が新たに発生す
る。
However, this direct mounting portion 107a (2
In 07a), no gas flow occurs, so that impurity gas such as the outside air that has entered when the bubbler 101 (201) is replaced is retained, which adversely affects the inside of the reactor during operation of the device. New problems arise.

【0053】そこで、上記のように真空ポンプ112
(212)とキャリアガス導入管113(213)とを
設け、これを以下のように動作させることによって、直
付け部107a(207a)内に滞留した不純物ガスを
除去する。
Therefore, as described above, the vacuum pump 112
(212) and the carrier gas introduction pipe 113 (213) are provided and operated as described below to remove the impurity gas accumulated in the direct attachment part 107a (207a).

【0054】図3は、図2の真空ポンプに係る処理フロ
ーを示す図である。同図中、図2と同一構成部分につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。また、10
〜19は各ステップ番号を示し、次の説明文中において
は該当する説明文に括弧書きでステップ番号を記すもの
とする。
FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the vacuum pump of FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Also, 10
-19 show each step number, and in the following explanation, the step number is described in parentheses in the corresponding explanation.

【0055】図3において、圧力検知器107(20
7)の直付け部107a(207a)につながる各配管
のバルブをすべて閉じて、圧力検知器107(207)
および直付け部107a(207a)を他の部分から隔
離する。そして、真空ポンプ112(212)との間の
バルブのみを開いて、圧力検知器107(207)およ
び直付け部107a(207a)と真空ポンプ112
(212)とを接続状態とする(11)。
In FIG. 3, the pressure detector 107 (20
7) The pressure detector 107 (207) is closed by closing all the valves of the pipes connected to the direct attachment part 107a (207a).
And the direct attachment part 107a (207a) is isolated from other parts. Then, only the valve between the vacuum pump 112 (212) and the vacuum pump 112 (212) is opened, and the pressure detector 107 (207) and the direct attachment portion 107a (207a) and the vacuum pump 112 are opened.
The connection with (212) is established (11).

【0056】次に、真空ポンプ112(212)を作動
させて、圧力検知器107(207)および直付け部1
07a(207a)内のガスを排出させる(12)。こ
の排出中に圧力検知器107(207)によって圧力を
検知し、所定以下の圧力となるまで真空ポンプ112
(212)によるガスの排出を続ける(13)。
Next, the vacuum pump 112 (212) is operated to operate the pressure detector 107 (207) and the direct mounting part 1.
The gas in 07a (207a) is discharged (12). The pressure is detected by the pressure detector 107 (207) during the discharge, and the vacuum pump 112 is kept until the pressure becomes a predetermined pressure or less.
The gas discharge according to (212) is continued (13).

【0057】これによって、圧力検知器107(20
7)および直付け部107a(207a)内に滞留して
いる可能性のある不純物ガスを排出させることができ
る。
As a result, the pressure detector 107 (20
7) and the impurity gas that may remain in the direct attachment portion 107a (207a) can be discharged.

【0058】圧力検知器107(207)および直付け
部107a(207a)内が所定以下の圧力となったこ
とが確認されたら、圧力検知器107(207)および
直付け部107a(207a)と真空ポンプ112(2
12)との間のバルブを閉じて、圧力検知器107(2
07)および直付け部107a(207a)と真空ポン
プ112(212)とを非接続状態として、真空ポンプ
112(212)を停止させる(14)。
When it is confirmed that the pressure inside the pressure detector 107 (207) and the direct attachment portion 107a (207a) has become lower than a predetermined pressure, the pressure detector 107 (207) and the direct attachment portion 107a (207a) and the vacuum are removed. Pump 112 (2
12) and the valve between the pressure detector 107 (2)
07) and the direct attachment part 107a (207a) and the vacuum pump 112 (212) are disconnected, and the vacuum pump 112 (212) is stopped (14).

【0059】そして、圧力検知器107(207)およ
び直付け部107a(207a)内とキャリアガス導入
管113(213)との間のバルブを開いて、圧力検知
器107(207)および直付け部107a(207
a)内とキャリアガス導入管113(213)とを接続
状態とし(15)、キャリアガスを圧力検知器107
(207)および直付け部107a(207a)内に流
入させる。これを、圧力検知器107(207)によっ
て検知される圧力値が所定以上となるまで続ける(1
6)。
Then, the valve between the pressure detector 107 (207) and the direct mounting portion 107a (207a) and the carrier gas introducing pipe 113 (213) is opened to open the pressure detector 107 (207) and the direct mounting portion. 107a (207
The inside of a) and the carrier gas introduction pipe 113 (213) are connected (15), and the carrier gas is supplied to the pressure detector 107.
(207) and the direct attachment portion 107a (207a). This is continued until the pressure value detected by the pressure detector 107 (207) becomes a predetermined value or more (1
6).

【0060】これによって、圧力検知器107(20
7)および直付け部107a(207a)内は不純物ガ
スを全く含まないキャリアガスによって満たされる。
As a result, the pressure detector 107 (20
7) and the inside of the direct attachment portion 107a (207a) are filled with a carrier gas containing no impurity gas.

【0061】所定以上の圧力となったら圧力検知器10
7(207)および直付け部107a(207a)内と
キャリアガス導入管113(213)との間のバルブを
閉じて、圧力検知器107(207)および直付け部1
07a(207a)内とキャリアガス導入管113(2
13)とを非接続状態として、圧力検知器107(20
7)および直付け部107a(207a)内とバブラ1
01(201)とのバルブを開いて、圧力検知器107
(207)および直付け部107a(207a)とバブ
ラ101(201)とを接続状態にする(17)。
When the pressure exceeds a predetermined value, the pressure detector 10
7 (207) and the valve between the direct attachment part 107a (207a) and the carrier gas introduction pipe 113 (213) are closed, and the pressure detector 107 (207) and the direct attachment part 1 are connected.
07a (207a) and carrier gas introduction pipe 113 (2
13) and the pressure detector 107 (20
7) and the inside of the direct attachment portion 107a (207a) and the bubbler 1
01 (201) and open the valve, pressure detector 107
(207) and the direct attachment portion 107a (207a) and the bubbler 101 (201) are connected (17).

【0062】このようにして、圧力検知器107(20
7)および直付け部107a(207a)内が不純物を
全く含まないキャリアガスによって満たされた状態で、
バブラ101(201)を通常の運用状態として、気相
成長装置としての運用を行う(18)。
In this way, the pressure detector 107 (20
7) and the inside of the direct attachment portion 107a (207a) filled with a carrier gas containing no impurities,
The bubbler 101 (201) is put into a normal operating state and operated as a vapor phase growth apparatus (18).

【0063】したがって、装置の運用開始前に直付け部
107a(207a)内のガスを一端すべて排出させ、
その後にキャリアガスを直付け部107a(207a)
内に流入させることにより、直付け部107a(207
a)内を洗浄して初期化することができる。このため、
直付け部107a(207a)内に滞留した外気などの
不純物ガスによって生産される結晶性薄膜の歩留りが低
下することなどを防止し、生産性を向上させることがで
きる。
Therefore, before starting the operation of the apparatus, all the gas in the direct attachment part 107a (207a) is once exhausted,
After that, the carrier gas is directly attached to the portion 107a (207a)
By directly flowing into the inside, the direct attachment part 107a (207
The inside of a) can be cleaned and initialized. For this reason,
It is possible to prevent the yield of the crystalline thin film produced by the impurity gas such as the outside air accumulated in the direct attachment portion 107a (207a) from being lowered, and the productivity can be improved.

【0064】[0064]

【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、圧力検知器を反応ガス供給管に接続した場合にくら
べて、反応ガスに占めるキャリアガスと液体原料との化
合物の濃度の精度を高めることができるため、基板表面
に形成される結晶性薄膜の品質を従来より再現性よく向
上させることができるという特長がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the concentration of the compound of the carrier gas and the liquid raw material in the reaction gas is higher than that in the case where the pressure detector is connected to the reaction gas supply pipe. Since the accuracy can be increased, the quality of the crystalline thin film formed on the surface of the substrate can be improved more reproducibly than before.

【0065】また、請求項2記載の発明によれば、キャ
リアガスが温度安定化用配管を通過する間に液体原料と
同じ温度となり、バブラに入ったときに熱交換が行われ
なくなるため、熱交換による飽和蒸気圧の変動すなわち
反応ガスの圧力変動をなくして、基板表面に形成される
結晶性薄膜の品質を従来より再現性よく向上させること
ができるという特長がある。
According to the second aspect of the present invention, the carrier gas reaches the same temperature as the liquid raw material while passing through the temperature stabilizing pipe, and heat exchange is not performed when entering the bubbler. There is a feature that the fluctuation of the saturated vapor pressure due to the exchange, that is, the fluctuation of the pressure of the reaction gas can be eliminated, and the quality of the crystalline thin film formed on the substrate surface can be improved more reproducibly than before.

【0066】また、請求項3記載の発明によれば、装置
の運用開始前に圧力検知器とバブラとの直付け部内のガ
スを一端すべて排出させた後、直付け部内にキャリアガ
スを流入させることにより、直付け部内を洗浄して初期
化させることができるため、直付け部内に滞留した不純
物ガスによって反応炉内が汚染されて生産される結晶性
薄膜の歩留りが低下することなどを防止し、生産性を向
上させることができるという特長がある。
According to the third aspect of the invention, before the operation of the apparatus is started, the gas in the directly attached portion of the pressure detector and the bubbler is completely exhausted, and then the carrier gas is introduced into the directly attached portion. By doing so, the inside of the direct attachment part can be cleaned and initialized, so that it is possible to prevent the yield of the crystalline thin film produced by contaminating the inside of the reaction furnace due to the impurity gas accumulated in the direct attachment part from decreasing. The advantage is that productivity can be improved.

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

【図1】本発明になる気相成長装置の原理を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of a vapor phase growth apparatus according to the present invention.

【図2】本発明になる気相成長装置の一実施例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a vapor phase growth apparatus according to the present invention.

【図3】図2の真空ポンプに係る処理フローを示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the vacuum pump of FIG.

【図4】従来の気相成長装置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional vapor phase growth apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100a 第1の反応ガス供給系 200a 第2の反応ガス供給系 300 希釈ガス供給系 101,201 バブラ 102,202 液体原料 103,203 キャリアガス供給管 103a,203a 温度安定化用配管 104,204 恒温槽 105,205 恒温保持用液体 106,206,301 マスフローコントローラ 107,207 圧力検知器 107a,207a 直付け部 108,208 圧力制御装置 109,209 圧力制御弁 110,210 反応ガス供給管 111 反応ガス流量制御手段 112,212 真空ポンプ 113,213 キャリアガス導入管 400 反応炉系 401 反応炉 402 基板 403 ヒータ 404 温度制御装置 100a 1st reaction gas supply system 200a 2nd reaction gas supply system 300 Diluting gas supply system 101,201 Bubbler 102,202 Liquid raw material 103,203 Carrier gas supply pipe 103a, 203a Temperature stabilization piping 104,204 Constant temperature bath 105, 205 Liquid for holding constant temperature 106, 206, 301 Mass flow controller 107, 207 Pressure detector 107a, 207a Direct attachment part 108, 208 Pressure control device 109, 209 Pressure control valve 110, 210 Reactive gas supply pipe 111 Reactive gas flow rate control Means 112,212 Vacuum pump 113,213 Carrier gas introduction pipe 400 Reaction furnace system 401 Reaction furnace 402 Substrate 403 Heater 404 Temperature control device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャリアガスの供給量を制御するマスフ
ローコントローラ(106,206)を有するキャリア
ガス供給管(103,203)と、 内部に液体原料(102,202)を貯留しており、前
記キャリアガス供給管(103,203)からキャリア
ガスを供給されて、反応ガスを生成するバブラ(10
1,201)と、 生成された前記反応ガスの圧力を検知する圧力検知器
(107,207)と、 前記圧力検知器(107,207)によって検知された
前記反応ガスの圧力にもとづき、反応炉(401)に対
する前記反応ガスの供給量を一定化させる反応ガス流量
制御手段(111)を有する反応ガス供給管(110,
210)とを具備する気相成長装置において、 前記圧力検知器(107,207)を前記バブラ(10
1,201)に直付けしたことを特徴とする気相成長装
置。
1. A carrier gas supply pipe (103, 203) having a mass flow controller (106, 206) for controlling a supply amount of a carrier gas, and a liquid raw material (102, 202) stored therein. A bubbler (10) which is supplied with a carrier gas from a gas supply pipe (103, 203) and generates a reaction gas
1, 201), a pressure detector (107, 207) for detecting the pressure of the generated reaction gas, and a reaction furnace based on the pressure of the reaction gas detected by the pressure detector (107, 207). A reaction gas supply pipe (110, 110) having a reaction gas flow rate control means (111) for making the supply amount of the reaction gas to (401) constant.
210), the pressure detector (107, 207) is connected to the bubbler (10).
1, 201) directly attached to the vapor phase growth apparatus.
【請求項2】 前記キャリアガス供給管(103,20
3)の一部に形成された温度安定化用配管(103a,
203a)を具備し、 前記バブラ(101,201)および前記温度安定化用
配管(103a,203a)を、恒温槽(104,20
4)によって所定の温度とされた恒温保持用液体(10
5,205)に浸漬させる構成としたことを特徴とする
請求項1記載の気相成長装置。
2. The carrier gas supply pipe (103, 20)
3) a temperature stabilizing pipe (103a, formed in a part of
203a), and the bubbler (101, 201) and the temperature stabilizing pipes (103a, 203a) are connected to a constant temperature bath (104, 20).
4) The constant temperature holding liquid (10
The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the vapor phase growth apparatus is configured to be dipped in the substrate.
【請求項3】 前記圧力検知器(107,207)と前
記バブラ(101,201)との直付け部(107a,
207a)内のガスを強制的に排出させる真空ポンプ
(112,212)と、 前記直付け部(107a,207a)内に前記キャリア
ガスを流入させるキャリアガス導入管(113,21
3)とを具備し、 装置本体の運用開始に際して、前記直付け部(107
a,207a)内のガスを前記真空ポンプ(112,2
12)によって除去し、 その後、前記キャリアガス導入管(113,213)に
よって前記キャリアガスを前記直付け部(107a,2
07a)内に流入させる構成としたことを特徴とする請
求項1記載の気相成長装置。
3. A direct attachment part (107a,) between the pressure detector (107, 207) and the bubbler (101, 201).
Vacuum pumps (112, 212) for forcibly discharging the gas in 207a) and carrier gas introduction pipes (113, 21) for flowing the carrier gas into the direct attachment parts (107a, 207a).
3), the direct attachment part (107)
a, 207a) the gas in the vacuum pump (112, 2)
12) and then the carrier gas is introduced by the carrier gas introducing pipes (113, 213) into the direct attachment part (107a, 2).
The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the vapor phase growth apparatus is configured to flow into the inside of 07a).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0624895A (en) * 1992-07-06 1994-02-01 Fujikura Ltd Cvd raw material evaporating device
KR100460140B1 (en) * 2001-12-12 2004-12-03 삼성전자주식회사 Reaction gas suppling apparatus for semiconductor processing and its clogging test methods to test an injection valve clogged up reaction gas
JP2008533746A (en) * 2005-03-17 2008-08-21 ノア プレシジョン リミテッド ライアビリティ カンパニー Temperature control device for bubbler

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