JPH10219453A - Vapor phase epitaxy system - Google Patents
Vapor phase epitaxy systemInfo
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- JPH10219453A JPH10219453A JP2056897A JP2056897A JPH10219453A JP H10219453 A JPH10219453 A JP H10219453A JP 2056897 A JP2056897 A JP 2056897A JP 2056897 A JP2056897 A JP 2056897A JP H10219453 A JPH10219453 A JP H10219453A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長装置（Ｃ
ＶＤ装置）に係わる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vapor phase growth apparatus (C
VD device).
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diod
e）、ＨＥＭＴ(High Electron Mobility Transistor)
を始めとする種々の半導体デバイスにおける化合物半導
体の成膜、例えばエピタキシャル成長においては、正確
で、再現性のある原料の供給制御ができる有機金属気相
成長法（ＭＯＣＶＤ法）等が適している。さらにこれら
の方法は、非平衡状態での結晶成長を特徴としており、
液相成長法（ＬＥＤ）では困難な多元系化合物半導体混
晶を得ることができる。2. Description of the Related Art For example, an LED (Light Emitting Diod)
e), HEMT (High Electron Mobility Transistor)
In the formation of a compound semiconductor in various semiconductor devices including, for example, epitaxial growth, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method capable of controlling supply of a raw material accurately and reproducibly is suitable. In addition, these methods are characterized by non-equilibrium crystal growth,
It is possible to obtain a multi-component compound semiconductor mixed crystal, which is difficult by the liquid phase growth method (LED).
【０００３】図４に、従来における一般的な気相成長装
置としての、有機金属気相成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ
装置とする）の概略図を示す。例えば、ＧａＡｓ、Ａｌ
ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系等の化合物半導体層のＭ
ＯＣＶＤ法によるエピタキシーは、III族原料として
は、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ
ｎ）等の有機金属ガスを得る第１の原料ガス供給源３１
が設けられ、この場合、Ｖ族原料を供給する第２の原料
ガス供給源３２としては、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ホス
フィン（ＰＨ3 ）等の水素化物が設けられる。FIG. 4 shows a conventional metal-organic vapor phase epitaxy apparatus (hereinafter referred to as MOCVD) as a general vapor phase epitaxy apparatus.
FIG. For example, GaAs, Al
M of compound semiconductor layer such as GaAs or AlGaInP
Epitaxy by the OCVD method is performed by using a group III raw material such as trimethylgallium (TMGa), trimethylaluminum (TMAl), or trimethylindium (TMI).
n) a first source gas supply source 31 for obtaining an organometallic gas such as
In this case, a hydride such as arsine (AsH 3 ) or phosphine (PH 3 ) is provided as the second source gas supply source 32 that supplies the group V source.
【０００４】ここで、これらの第１および第２の原料ガ
ス供給源３１および３２を総称して、図４中破線で囲ま
れた部分を、原料ガス供給部３０と呼称する。なお、こ
の原料ガス供給部３０は、原料ガス供給路３４により、
気相成長を行う反応管１３と接続されている。Here, the first and second source gas supply sources 31 and 32 are collectively referred to as a portion surrounded by a broken line in FIG. In addition, the raw material gas supply unit 30 is connected to the raw material gas
It is connected to a reaction tube 13 for performing vapor phase growth.
【０００５】第１の原料ガス供給源３１には、有機金属
原料が収容され、これに純化装置（図示せず）により高
純度化されたキャリアガス供給部３３からのキャリアガ
ス、例えばＨ2 ガスを、マスフローコントローラ１７
（以下、ＭＦＣという）を通じて流量制御して、吹き込
み、バブリングを行って、キャリアガスとともに有機金
属ガスを、原料ガス供給路３４から、目的とする反応管
１３に導く。A first raw material gas supply source 31 contains an organic metal raw material, into which a carrier gas, for example, H 2 gas, from a carrier gas supply unit 33 that has been highly purified by a purifier (not shown). To the mass flow controller 17
(Hereinafter, referred to as MFC) by controlling the flow rate, blowing and bubbling to guide the organic metal gas together with the carrier gas from the raw material gas supply path 34 to the target reaction tube 13.
【０００６】一方、図４に示した第２の原料ガス供給源
３２の原料ガスを、ＭＦＣ２７を通じて流量制御して取
り出し、原料ガス供給路３４から、目的とする反応管１
３に導く。On the other hand, the source gas from the second source gas supply source 32 shown in FIG.
Lead to 3.
【０００７】なお、図４においては、それぞれ１つの原
料ガス供給源３１と、３２を代表的に示したが、実際に
は、各原料ごとにそれぞれ原料ガス供給源３１と、３２
が配置されているものとする。In FIG. 4, one source gas supply source 31 and 32 are representatively shown. However, in practice, the source gas supply sources 31 and 32 are respectively provided for each source material.
Shall be arranged.
【０００８】このようにして反応管１３に送り込まれた
原料ガスは、高周波コイル等の加熱手段１４によって、
一定温度に保たれたサセプタ１５上の基板１６に送り込
まれ、そこで熱分解を起こして基板１６上に目的とする
化合物半導体層の気相成長を行う。The raw material gas thus sent into the reaction tube 13 is heated by a heating means 14 such as a high-frequency coil.
The wafer is fed to the substrate 16 on the susceptor 15 maintained at a constant temperature, where it is thermally decomposed to vapor-grow the target compound semiconductor layer on the substrate 16.
【０００９】一方、上述した図４の気相成長装置におい
て、反応管１３内に付着した不純物の除去、清掃、部品
の交換等、その他、反応管１３のメンテナンスを行う際
には、反応管１３内の操作を停止し、かつ反応管１３内
に原料ガスが流れ込まないように、第１の原料ガス供給
源３１のバブリングを止め、第２の原料ガス供給源３２
のバルブ３２ｖを閉じて、原料ガス供給を停止して反応
管１３内への原料ガスの供給を停止する。On the other hand, in the vapor phase growth apparatus shown in FIG. 4 described above, when the maintenance of the reaction tube 13 is performed, such as removal of impurities adhering to the inside of the reaction tube 13, cleaning, replacement of parts, etc. The operation of the first source gas supply source 31 is stopped and the second source gas supply source 32 is stopped so that the source gas does not flow into the reaction tube 13.
Is closed, the supply of the source gas is stopped, and the supply of the source gas into the reaction tube 13 is stopped.
【００１０】また、反応管１３のメンテナンスを行った
後においては、反応管１３は酸素で汚染されているた
め、そのままの状態で反応管１３中で、基板１６上に気
相成長を行うと、生成膜の質の低下を来すので、メンテ
ナンスの後には、反応管１３内を例えば８００℃で、原
料ガス供給部３０や、原料ガス供給路３４等の配管系を
例えば１５０℃で、それぞれ水素雰囲気下で空焼、いわ
ゆるベーキングを行う。After the maintenance of the reaction tube 13, since the reaction tube 13 is contaminated with oxygen, if the vapor phase growth is performed on the substrate 16 in the reaction tube 13 as it is, After the maintenance, the inside of the reaction tube 13 is maintained at, for example, 800 ° C., and the piping system such as the raw material gas supply unit 30 and the raw material gas supply path 34 is maintained at, for example, 150 ° C. Air baking is performed in an atmosphere, so-called baking.
【００１１】また、同様に、図４の気相成長装置におい
て、原料ガス供給部３０のメンテナンスを行う際には、
第１の原料ガス供給源３１のバブリングを止め、第２の
原料ガス供給源３２のバルブ３２ｖを閉じて原料ガス供
給を停止し、かつ反応管１３内の操作を停止した後に、
このメンテナンスを行う。Similarly, in the vapor phase growth apparatus of FIG. 4, when the maintenance of the source gas supply unit 30 is performed,
After stopping the bubbling of the first source gas supply source 31, closing the valve 32v of the second source gas supply source 32 to stop the source gas supply, and stopping the operation in the reaction tube 13,
Perform this maintenance.
【００１２】さらにこのように、原料ガス供給部３０の
メンテナンスを行った後には、原料ガス供給部３０およ
び反応管１３を、上述と同様にそれぞれベーキングを行
う。Further, after the maintenance of the source gas supply unit 30 is performed, the source gas supply unit 30 and the reaction tube 13 are baked in the same manner as described above.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す構造の気相成長装置においては、上述したように、
反応管１３のメンテナンスを行う場合には、反応管１３
内の操作を停止するのみならず、原料ガス供給部３０か
らの原料ガス供給も停止する必要が生じる。However, in the vapor phase growth apparatus having the structure shown in FIG. 4, as described above,
When the maintenance of the reaction tube 13 is performed,
It is necessary to stop not only the operation in the inside but also the supply of the source gas from the source gas supply unit 30.
【００１４】同様に、原料ガス供給部３０のメンテナン
スを行う場合においては、原料ガス供給部３０内の、第
１の原料ガス供給源３１のバブリングを止めたり、第２
の原料ガス供給源３２のバルブ３２ｖを閉じて原料ガス
供給を停止したりする等の操作が必要になるのみなら
ず、反応管１３内へのＨ2 ガスやＮ2 ガスの供給等の操
作も停止する必要がある。Similarly, when the maintenance of the source gas supply unit 30 is performed, the bubbling of the first source gas supply source 31 in the source gas supply unit 30 is stopped,
Not only is it necessary to close the valve 32v of the source gas supply source 32 to stop the source gas supply, but also to perform operations such as the supply of H 2 gas and N 2 gas into the reaction tube 13. Need to stop.
【００１５】また、上述したように、反応管１３や原料
ガス供給部３０のメンテナンスを行った後においては、
それぞれベーキングを行う必要があるが、これらのベー
キング後は、反応管１３や原料ガス供給部３０が再び気
相成長を開始することができる程度に安定状態を回復す
るまでに、長時間、例えば数時間から数日必要である。As described above, after the maintenance of the reaction tube 13 and the source gas supply unit 30 is performed,
It is necessary to perform each baking, but after these baking, it takes a long time, for example, several hours, until the reaction tube 13 and the source gas supply unit 30 recover a stable state to the extent that the vapor phase growth can be started again. It takes hours to several days.
【００１６】さらに、原料ガス供給部３０のメンテナン
スを行った後には、上述のように原料ガス供給部３０の
ベーキングが必要であるが、この場合には、反応管１３
内にも気体が流れ込み、反応管１３内を汚染するおそれ
があるので、反応管１３内も、同様にベーキングを行う
必要が生じる。Further, after the maintenance of the raw material gas supply unit 30, it is necessary to bake the raw material gas supply unit 30 as described above.
Since gas may flow into the inside of the reaction tube 13 and contaminate the inside of the reaction tube 13, the inside of the reaction tube 13 also needs to be similarly baked.
【００１７】このように、反応管１３と、原料ガス供給
部３０とのいずれか一方のメンテナンスが行われる場合
には、他方についても操作を停止したり、ベーキングを
行ったりする必要がある。このため、反応管１３と、原
料ガス供給部３０とで、メンテナンスやベーキング等の
操作を別々に行うことができないため、これらの操作に
必要な人員やコストの面からも無駄が生じる。As described above, when maintenance is performed on one of the reaction tube 13 and the raw material gas supply unit 30, it is necessary to stop the operation and perform baking on the other. For this reason, since operations such as maintenance and baking cannot be performed separately in the reaction tube 13 and the raw material gas supply unit 30, waste occurs in terms of personnel and cost required for these operations.
【００１８】また、上述したように、原料ガス供給部３
０のメンテナンスを行った後には、このベーキングを行
うとともに、反応管１３内もベーキングを行うため、こ
れらのベーキング後に、原料ガス供給部３０と反応管１
３の、双方が安定状態となるまでに長時間必要なため、
気相成長に遅延が生じる。Further, as described above, the source gas supply unit 3
Since the baking is performed after the maintenance of No. 0 and the inside of the reaction tube 13 is also performed, the raw material gas supply unit 30 and the reaction tube 1
Because it takes a long time for both to become stable,
Delay in vapor phase growth occurs.
【００１９】そこで、本発明者は、原料ガス供給部３０
と反応管１３とのメンテンナンスをそれぞれ独立して行
うことができる構成を有する気相成長装置を提供するに
至った。Therefore, the present inventor has proposed that the raw material gas supply unit 30
Thus, a vapor phase epitaxy apparatus having a configuration in which maintenance of the reactor and the reaction tube 13 can be performed independently of each other has been provided.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の気相成長装置
は、気相成長を行う反応管と、１以上の原料ガス供給源
からなり、原料ガスの供給を行う原料ガス供給部と、少
なくともキャリアガスを供給することのできるキャリア
ガス供給部と、原料ガス供給部からの原料ガスと、上記
キャリアガス供給部からのキャリアガスとを反応管に供
給する原料ガス供給路と、キャリアガス供給部から、反
応管に、直接ガスを送り込む反応管パージガス供給路
と、原料ガス供給部からの原料ガスを、反応管外に送出
する原料ガス送出路と、原料ガス供給部からの原料ガス
を、反応管と、原料ガス送出路とに切り換え供給する切
り換え手段とを有するものとする。According to the present invention, there is provided a vapor phase growth apparatus comprising a reaction tube for performing vapor phase growth, one or more source gas supply sources, and a source gas supply unit for supplying a source gas. A carrier gas supply unit capable of supplying a carrier gas, a source gas supply path for supplying a source gas from the source gas supply unit and a carrier gas from the carrier gas supply unit to the reaction tube, and a carrier gas supply unit The reaction tube purge gas supply path for directly feeding gas into the reaction tube, the source gas supply path for sending the source gas from the source gas supply section out of the reaction tube, and the source gas from the source gas supply section It has a pipe and switching means for switching and supplying the pipe to the source gas delivery path.
【００２１】上述の本発明の気相成長装置によれば、反
応管パージガス供給路と、原料ガス送出路と、原料ガス
供給部からの原料ガスを、反応管と、原料ガス送出路と
に切り換え供給する切り換え手段を設けたことにより、
反応管と、原料ガス供給部とを遮断することができ、反
応管のメンテナンスの際に、原料ガス供給部からの原料
ガスを停止することなく、反応管のみ、原料ガス供給部
と独立してメンテナンスを行うことができる。According to the vapor phase growth apparatus of the present invention described above, the reaction tube purge gas supply path, the source gas delivery path, and the source gas from the source gas supply unit are switched to the reaction tube and the source gas delivery path. By providing switching means for supplying
The reaction tube and the source gas supply unit can be shut off, and during maintenance of the reaction tube, without stopping the source gas from the source gas supply unit, only the reaction tube is independent of the source gas supply unit. Maintenance can be performed.
【００２２】また、同様に、原料ガス供給部のメンテナ
ンスの際には、原料ガス供給部と反応管とを遮断するこ
とができるため、反応管へのＨ2 ガスやＮ2 ガスの供給
等の操作を停止することなく独立して原料ガス供給部の
みのメンテナンスを行うことができる。Similarly, at the time of maintenance of the source gas supply unit, the source gas supply unit and the reaction tube can be shut off, so that the supply of H 2 gas and N 2 gas to the reaction tube can be prevented. Maintenance of only the source gas supply unit can be performed independently without stopping the operation.
【００２３】また、原料ガス供給部の残留ガス、および
メンテナンスや、ベーキングの際に生じた不純物を、原
料ガス送出路に送り込むようにしたことによって、反応
管を通さずにこれらを排気することができる。Further, the residual gas in the raw material gas supply section and the impurities generated during maintenance and baking are sent to the raw material gas delivery path, so that they can be exhausted without passing through the reaction tube. it can.
【００２４】反応管のメンテナンスを行う際に、原料ガ
ス供給部からの原料ガスを原料ガス送出路に送り込み、
排気するようにしたため、原料ガスを停止する必要がな
くなり、メンテナンス後に、再度気相成長を開始する場
合に、原料ガスの流量の制御が簡単にすることができ
る。When maintenance of the reaction tube is performed, the source gas from the source gas supply unit is sent to the source gas delivery path,
Since the gas is exhausted, there is no need to stop the source gas, and when the vapor phase growth is started again after the maintenance, the control of the flow rate of the source gas can be simplified.
【００２５】また、原料ガス供給部のベーキングを、反
応管内のベーキングとを、それぞれ独立して行うことが
でき、これらのベーキング後に、原料ガス供給部と反応
管の双方が、再び気相成長ができるようになる安定状態
となるまでの時間の削減を図ることができる。Further, the baking of the raw material gas supply unit and the baking of the inside of the reaction tube can be performed independently, and after these baking, both the raw material gas supply unit and the reaction tube are subjected to the vapor phase growth again. The time required until a stable state can be achieved can be reduced.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の気相成長装置の
一実施例として、有機金属気相成長装置（ＭＯＣＶＤ装
置）を挙げて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a vapor phase growth apparatus of the present invention will be described with reference to a metal organic vapor phase growth apparatus (MOCVD apparatus).
【００２７】図１に本発明の気相成長装置の概略図を示
す。本発明の気相成長装置は、気相成長を行う反応管１
３と、原料ガス供給源３１および３２からなり原料ガス
の供給を行う原料ガス供給部３０と、純化装置を具備
し、少なくともキャリアガスを供給することのできるキ
ャリアガス供給部３３と、原料ガス供給部３０からの原
料ガスと、上記キャリアガス供給部３３からのキャリア
ガスとを反応管１３に供給する原料ガス供給路３４と、
キャリアガス供給部３３から、反応管１３に、直接ガス
を送り込む反応管パージガス供給路４４と、原料ガス供
給部３０からの原料ガスを、反応管１３外に送出する原
料ガス送出路５４と、原料ガス供給部３０からの原料ガ
スを、反応管１３と、原料ガス送出路５４とに切り換え
供給する切り換え手段１０４を有するものとする。FIG. 1 shows a schematic diagram of a vapor phase growth apparatus of the present invention. The vapor phase growth apparatus of the present invention provides a reaction tube 1 for performing vapor phase growth.
3, a source gas supply unit 30 comprising source gas supply sources 31 and 32 for supplying a source gas, a carrier gas supply unit 33 having a purifying device and capable of supplying at least a carrier gas, A source gas supply path 34 for supplying the source gas from the unit 30 and the carrier gas from the carrier gas supply unit 33 to the reaction tube 13;
A reaction tube purge gas supply path 44 for directly feeding gas from the carrier gas supply unit 33 to the reaction tube 13, a source gas delivery path 54 for sending the source gas from the source gas supply unit 30 out of the reaction tube 13, Switching means 104 for switching and supplying the source gas from the gas supply unit 30 to the reaction tube 13 and the source gas delivery path 54 is provided.
【００２８】例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系等の化合物半導体層のＭＯＣＶＤ法による
エピタキシーは、III族原料としては、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ
ｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属
原料ガスを得る第１の原料ガス供給源３１が設けられ、
この場合、Ｖ族原料を供給する第２の原料ガス供給源３
２としては、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ホスフィン（ＰＨ
3 ）等の水素化物が設けられる。For example, GaAs, AlGaAs, Al
Epitaxy of a compound semiconductor layer of GaInP or the like by MOCVD is performed using trimethylgallium (TMGa), trimethylaluminum (TMA) as a group III raw material.
1) a first source gas supply source 31 for obtaining an organometallic source gas such as trimethylindium (TMIn) is provided;
In this case, the second source gas supply source 3 for supplying the group V source
2 includes arsine (AsH 3 ), phosphine (PH
3 ) etc. are provided.
【００２９】ここで、これらの第１および第２の原料ガ
ス供給源３１および３２を総じて、図１中の破線で囲ま
れた部分を、原料ガス供給部３０と呼称する。なお、こ
の原料ガス供給部３０は、原料ガス供給路３４を通じ
て、気相成長を行う反応管１３と連結されている。Here, the first and second source gas supply sources 31 and 32 are collectively referred to as a source gas supply section 30 in a portion surrounded by a broken line in FIG. The source gas supply unit 30 is connected to a reaction tube 13 for performing vapor phase growth through a source gas supply path 34.
【００３０】また、キャリアガス供給部３３は、純化装
置を具備し、キャリアガス、パージガスとなる水素ある
いは窒素等のガスを供給する供給源であり、上記原料ガ
ス供給路３４に、反応管パージガス供給路４４を通じて
連結されてなり、また、この反応管パージガス供給路４
４には、ＭＦＣ７により、キャリアガス供給部３３から
のガスが流量制御される。The carrier gas supply unit 33 includes a purifier and is a supply source for supplying a carrier gas and a gas such as hydrogen or nitrogen as a purge gas. And the reaction tube purge gas supply path 4.
In 4, the flow rate of the gas from the carrier gas supply unit 33 is controlled by the MFC 7.
【００３１】また、原料ガス供給路３４は、原料ガス供
給部３０からの原料ガスを反応管１３外に送出する原料
ガス送出路５４が接続されてなり、原料ガス供給部３０
からの原料ガスを、反応管１３と、原料ガス送出路５４
とに切り換え供給する、開閉装置のバルブ３４ｖおよび
５４ｖよりなる切り換え手段１０４が設けられる。な
お、この切り換え手段１０４においては、開閉装置のバ
ルブ３４ｖおよび５４ｖは互いに連動するようになされ
ていて、一方が閉じたときには、他方が開くようになさ
れている。また、バルブ３４ｖが閉じたときには、バル
ブ３５ｖも連動して閉じるようになされており、ガスの
逆流を防止している。The source gas supply path 34 is connected to a source gas delivery path 54 for sending the source gas from the source gas supply unit 30 to the outside of the reaction tube 13.
Raw material gas from the reaction tube 13 and the raw material gas delivery path 54
And switching means 104 comprising switching valves 34v and 54v. In the switching means 104, the valves 34v and 54v of the opening / closing device are interlocked with each other, and when one is closed, the other is opened. Further, when the valve 34v is closed, the valve 35v is also closed so as to prevent the gas from flowing backward.
【００３２】また、反応管パージガス供給路４４には、
バルブ４４ｖが設けられており、切り換え手段１０４の
バルブ５４ｖが開かれて原料ガス供給部３０からの原料
ガスが、原料ガス送出路５４に送り込まれた際に、バル
ブ４４ｖが開き、キャリアガス供給部３３からのガスが
反応管１３に送り込まれるようになされる。In the reaction tube purge gas supply path 44,
A valve 44v is provided, and when the source gas from the source gas supply unit 30 is fed into the source gas delivery path 54 by opening the valve 54v of the switching unit 104, the valve 44v is opened and the carrier gas supply unit is opened. The gas from 33 is sent to the reaction tube 13.
【００３３】第１の原料ガス供給源３１は、有機金属原
料が収容され、これに純化装置（図示せず）により高純
度化されたキャリアガス供給部３３からの例えばＨ2 キ
ャリアガスを、マスフローコントローラ１７（以下、Ｍ
ＦＣという）を通じて流量制御して、吹き込み、バブリ
ングを行って、キャリアガスとともに有機金属ガスを、
原料ガス供給路３４から、目的とする反応管１３に導
く。The first raw material gas supply source 31 contains, for example, an H 2 carrier gas from a carrier gas supply unit 33 containing an organometallic raw material and having been purified by a purifier (not shown). Controller 17 (hereinafter M
FC), flow control, blowing, bubbling, and organic metal gas together with carrier gas.
It is led from the source gas supply path 34 to the target reaction tube 13.
【００３４】一方、図１に示した第２の原料ガス供給源
３２の原料ガスを、ＭＦＣ２７を通じて流量制御して取
り出し、原料ガス供給路３４から、目的とする反応管１
３に導く。On the other hand, the source gas from the second source gas supply source 32 shown in FIG.
Lead to 3.
【００３５】なお、図１においては、それぞれ１つの原
料ガス供給源３１と、３２を代表的に示したが、実際に
は、各原料ごとにそれぞれ原料ガス供給源３１と、３２
が配置されているものとする。In FIG. 1, one source gas supply source 31 and 32 are representatively shown. However, in practice, the source gas supply sources 31 and 32 are respectively provided for each source material.
Shall be arranged.
【００３６】このようにして反応管１３に送り込まれた
原料ガスは、高周波コイル等の加熱手段によって、一定
温度に保たれたサセプタ１５上の基板１６に送り込ま
れ、そこで熱分解を起こして基板１６上に目的とする化
合物半導体層の気相成長を行う。The raw material gas thus sent to the reaction tube 13 is sent to the substrate 16 on the susceptor 15 kept at a constant temperature by a heating means such as a high-frequency coil, where it is thermally decomposed and The target compound semiconductor layer is vapor-phase grown thereon.
【００３７】上述した図１の気相成長装置において、反
応管１３内に付着した不純物の除去、清掃、部品の交換
等、その他、反応管１３のメンテナンスを行う際には、
切り換え手段１０４のバルブ３４ｖを閉じる。このと
き、バルブ５４ｖが開き、原料ガス供給部３０からの原
料ガスが、原料ガス送出路５４に送り込まれる。これと
同時に、反応管パージガス供給路４４のバルブ４４ｖを
開く。このとき、キャリアガス供給部３３からのガス
を、ＭＦＣ７により流量制御して流し、反応管１３に送
り込むようにする。In the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 described above, when performing maintenance of the reaction tube 13 such as removal of impurities adhering to the inside of the reaction tube 13, cleaning, replacement of parts, etc.
The valve 34v of the switching means 104 is closed. At this time, the valve 54v is opened, and the source gas from the source gas supply unit 30 is sent to the source gas delivery path 54. At the same time, the valve 44v of the reaction tube purge gas supply path 44 is opened. At this time, the gas from the carrier gas supply unit 33 is caused to flow at a controlled flow rate by the MFC 7 and is sent to the reaction tube 13.
【００３８】次に、反応管１３内に純化装置（図示せ
ず）により純化された窒素ガスを流し、反応管１３内の
ガスパージを行う。その後、反応管１３を開放してこの
メンテナンスを行う。Next, nitrogen gas purified by a purifying device (not shown) is flowed into the reaction tube 13 to purge the gas in the reaction tube 13. Then, the maintenance is performed by opening the reaction tube 13.
【００３９】反応管１３のメンテナンスを行った後に
は、反応管１３は酸素で汚染されているので、そのまま
の状態で反応管１３中で、基板１６上に半導体層の気相
成長を行うと、生成膜の質の低下を来すので、この反応
管１３のメンテナンスの後には、反応管１３内を例えば
８００℃で、水素雰囲気下で、ベーキングを行う。After the maintenance of the reaction tube 13, since the reaction tube 13 is contaminated with oxygen, if the semiconductor layer is vapor-phase grown on the substrate 16 in the reaction tube 13 as it is, After the maintenance of the reaction tube 13, the inside of the reaction tube 13 is baked at, for example, 800 ° C. in a hydrogen atmosphere after the maintenance of the reaction tube 13.
【００４０】このように、本発明の気相成長装置におい
ては、反応管パージガス供給路４４と、原料ガス送出路
５４と、原料ガス供給部３０からの原料ガスを、反応管
１３と、原料ガス送出路５４とに切り換え供給する切り
換え手段１０４を設けたことにより、反応管１３と、原
料ガス供給部３０とを遮断することができ、反応管１３
のメンテナンスの際に、原料ガス供給部３０からの原料
ガスを停止することなく、反応管１３のみ、原料ガス供
給部３０と独立してメンテナンスを行うことができる。As described above, in the vapor phase growth apparatus of the present invention, the source gas from the reaction tube purge gas supply path 44, the source gas delivery path 54, and the source gas supply unit 30 are supplied to the reaction tube 13 and the source gas. By providing the switching means 104 for switching and supplying to the delivery path 54, the reaction tube 13 and the raw material gas supply unit 30 can be shut off.
At the time of maintenance, only the reaction tube 13 can be maintained independently of the source gas supply unit 30 without stopping the source gas from the source gas supply unit 30.
【００４１】一方、原料ガス供給部３０のメンテナンス
の際には、第１の原料ガス供給源３１のバブリングを停
止し、第２の原料ガス供給源３２のバルブ３２ｖを閉じ
て原料ガス供給を停止する。その後、キャリアガス供給
部３３からのキャリアガスを、ＭＦＣ７により流量制御
して流し、反応管パージガス供給路４４のバルブ４４ｖ
を開き、キャリアガスを反応管１３に送り込む。さら
に、切り換え手段１０４のバルブ３４ｖを閉じ、原料ガ
ス供給部３０と反応管１３とを遮断する。このとき、切
り換え手段１０４のバルブ５４ｖが開かれて、配管内に
残留した原料ガス供給部３０からの原料ガス、および原
料ガス供給部３０のメンテナンスおよびベーキングの際
に生じた不純物が、原料ガス送出路５４に送り込まれ、
反応管１３外に排気される。On the other hand, during maintenance of the source gas supply unit 30, the bubbling of the first source gas supply source 31 is stopped, and the supply of the source gas is stopped by closing the valve 32v of the second source gas supply source 32. I do. After that, the flow of the carrier gas from the carrier gas supply unit 33 is controlled by the MFC 7 and the valve 44v of the reaction tube purge gas supply path 44 is
Is opened, and the carrier gas is sent into the reaction tube 13. Further, the valve 34v of the switching means 104 is closed to shut off the source gas supply unit 30 and the reaction tube 13. At this time, the valve 54v of the switching means 104 is opened, and the source gas from the source gas supply unit 30 remaining in the pipe and impurities generated during the maintenance and baking of the source gas supply unit 30 cause the source gas delivery. Sent to Road 54,
The gas is exhausted outside the reaction tube 13.
【００４２】原料ガス供給部３０のメンテナンス後に
は、第１の原料ガス供給源３１、第２の原料ガス供給源
３２、および原料ガス供給路３４等の配管系を例えば１
５０℃で、それぞれ水素雰囲気下で、いわゆるベーキン
グを行う。After the maintenance of the source gas supply section 30, the piping system of the first source gas supply source 31, the second source gas supply source 32, the source gas supply path 34, etc.
A so-called baking is performed at 50 ° C. in a hydrogen atmosphere.
【００４３】このように、本発明の気相成長装置におい
ては、反応管パージガス供給路４４と、原料ガス送出路
５４と、原料ガス供給部３０からの原料ガスを、反応管
１３と、原料ガス送出路５４とに切り換え供給する切り
換え手段１０４を設けたことにより、原料ガス供給部３
０のメンテナンスの際に、原料ガス供給部３０と反応管
１３とを遮断することができ、これにより、反応管１３
内における操作を停止することなく独立して原料ガス供
給部３０のみのメンテナンスを行うことができる。As described above, in the vapor phase growth apparatus of the present invention, the source gas from the reaction tube purge gas supply path 44, the source gas delivery path 54, and the source gas supply unit 30 is supplied to the reaction tube 13 and the source gas. By providing the switching means 104 for switching and supplying to the delivery path 54, the raw material gas supply unit 3
In the case of maintenance, the source gas supply unit 30 and the reaction tube 13 can be shut off.
Maintenance of only the raw material gas supply unit 30 can be performed independently without stopping the operation in the inside.
【００４４】また、本発明の気相成長装置においては、
原料ガス供給部３０のベーキングと、反応管１３内のベ
ーキングとを、それぞれ独立して行うことができるた
め、これらのベーキング後に、原料ガス供給部３０と反
応管１３が、再び気相成長ができるような安定状態とな
るまでの時間を削減することができる。Also, in the vapor phase growth apparatus of the present invention,
Since the baking of the source gas supply unit 30 and the baking of the inside of the reaction tube 13 can be performed independently of each other, after these baking, the source gas supply unit 30 and the reaction tube 13 can be vapor-phase grown again. The time required until such a stable state can be reduced.
【００４５】次に、本発明の気相成長装置の他の例につ
いて、図２を用いて説明する。この例の気相成長装置
は、図２に示すように、切り換え手段１０４が、原料ガ
ス供給路３４側に、２箇所の開閉装置のバルブ３４ｖ1
および３４ｖ2 を有し、このバルブ３４ｖ1 とバルブ３
４ｖ2 との間に、必要に応じて切り離すことができる切
り離し手段６４を有しているものである。Next, another example of the vapor phase growth apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. This example vapor deposition device, as shown in FIG. 2, the switching means 104, the raw material gas supply path 34 side, the valve of the two positions of the switchgear 34v 1
And it has a 34v 2, the valve 34v 1 and valve 3
4 v 2 , a separating means 64 that can be separated if necessary.
【００４６】この図２に示した気相成長装置において、
反応管１３あるいは原料ガス供給部３０のメンテンナン
スを行う際には、それぞれ上述した操作に加えて、切り
換え手段１０４の２箇所のバルブ３４ｖ1 および３４ｖ
2 を閉じて原料ガス供給部３０と反応管１３とを遮断す
るとともに、バルブ３４ｖ1 と３４ｖ2 との間に閉空間
を形成する。また、バルブ３４ｖ1 および３４ｖ2 が閉
じたときには、バルブ３５ｖも連動して閉じるようにな
されており、ガスの逆流を防止している。In the vapor phase growth apparatus shown in FIG.
When performing the Menten'nansu of the reaction tube 13 or the raw material gas supply unit 30, respectively in addition to the above-described operation, the two positions of switching means 104 valve 34v 1 and 34v
With 2 to close to block a feed gas supply section 30 and the reaction tube 13 to form a closed space between the valve 34v 1 and 34v 2. Further, when the valve 34v 1 and 34v 2 is closed is adapted to close in conjunction also valve 35v, and prevents backflow of gas.
【００４７】次に、バルブ３４ｖ1 と３４ｖ2 との間
を、切り離し手段６４により、切り離すことによって、
反応管１３と原料ガス供給部３０とを物理的、機械的に
切り離すことができる。この場合、バルブ３４ｖ1 およ
び３４ｖ2 は、閉じているため、反応管１３および原料
ガス供給部３０が、外気に接触することなく、互いに切
り離して移動することができるため、これらの交換、修
理等の際の操作上、作業の安全性を確保することができ
る。Next, between the valve 34v 1 and 34v 2, by disconnecting means 64, by disconnecting,
The reaction tube 13 and the source gas supply unit 30 can be physically and mechanically separated from each other. In this case, the valve 34v 1 and 34v 2, since closed, the reaction tube 13 and the raw material gas supply unit 30, without contacting the outside air, it is possible to move separately from each other, these replacement, repair, etc. Operation safety during the operation can be ensured.
【００４８】また、図２において説明した構成を有する
気相成長装置においても、図１において説明した構成を
有する気相成長装置と同様の効果を奏することができ
る。Also, the vapor phase growth apparatus having the configuration described in FIG. 2 can provide the same effects as those of the vapor phase growth apparatus having the configuration described in FIG.
【００４９】図２において示した例においては、開閉手
段としてバルブを２箇所設けた場合について説明した
が、本発明はこの例に限定されることなく、３箇所以上
のバルブを設置する場合についても、同様に適用するこ
とができる。In the example shown in FIG. 2, the case where two valves are provided as the opening / closing means has been described. However, the present invention is not limited to this example, and the case where three or more valves are provided is also applicable. And can be similarly applied.
【００５０】また、本発明の気相成長装置においては、
図３に示すように、キャリアガス供給部３３から、複数
種類のガス、例えば、純化装置により高純度化された高
純度水素ガス、高純度窒素ガス、および低純度窒素ガス
の３種類のガスを供給するようにすることができる。Also, in the vapor phase growth apparatus of the present invention,
As shown in FIG. 3, a plurality of types of gases, for example, three types of gases, such as a high-purity hydrogen gas, a high-purity nitrogen gas, and a low-purity nitrogen gas, which have been highly purified by a purifier, are supplied from a carrier gas supply unit 33. Can be supplied.
【００５１】すなわち、図３において、キャリアガス供
給部３３に、高純度水素ガス管４３、高純度窒素ガス管
５３および低純度窒素ガス管６３を設け、それぞれに設
置されたバルブ４３ｖ，５３ｖ，６３ｖの開閉により、
これらのガスを交換提供することができるようにする。That is, in FIG. 3, a high-purity hydrogen gas pipe 43, a high-purity nitrogen gas pipe 53, and a low-purity nitrogen gas pipe 63 are provided in a carrier gas supply unit 33, and valves 43v, 53v, and 63v provided respectively. By opening and closing
These gases can be provided for exchange.
【００５２】このような構成の気相成長装置において
は、原料ガス供給部３０のメンテナンスを行う際には、
バルブ４３ｖを開き、バルブ５３ｖおよび６３ｖは閉じ
ておき、高純度水素ガス管４３から反応管１３内に、反
応管パージガス供給路４４を通じて高純度水素ガスを流
すようにする。In the vapor phase growth apparatus having such a configuration, when the maintenance of the source gas supply unit 30 is performed,
The valve 43v is opened, the valves 53v and 63v are closed, and high-purity hydrogen gas flows from the high-purity hydrogen gas pipe 43 into the reaction tube 13 through the reaction tube purge gas supply path 44.
【００５３】一方、反応管１３のメンテナンスを行う際
には、バルブ５３ｖを開き、バルブ４３ｖおよび６３ｖ
は閉じておき、高純度窒素ガス管５３から反応管１３内
に、反応管パージガス供給路４４を通じて高純度窒素ガ
スを流し、メンテナンス後においては、バルブ４３ｖを
開き、バルブ５３ｖを閉じ、水素ガスを反応管１３内に
流し、反応管１３のベーキングを行う。On the other hand, when the maintenance of the reaction tube 13 is performed, the valve 53v is opened and the valves 43v and 63v are opened.
Is closed, high-purity nitrogen gas flows from the high-purity nitrogen gas pipe 53 into the reaction tube 13 through the reaction tube purge gas supply path 44, and after maintenance, the valve 43v is opened, the valve 53v is closed, and hydrogen gas is supplied. The solution flows into the reaction tube 13 and the reaction tube 13 is baked.
【００５４】また、低純度窒素ガス管６３は、高純度水
素ガス管４３、高純度窒素ガス管５３の予備として用い
ることができる。The low-purity nitrogen gas pipe 63 can be used as a spare for the high-purity hydrogen gas pipe 43 and the high-purity nitrogen gas pipe 53.
【００５５】このように、気相成長装置のキャリアガス
供給部３３から、複数種類のガスを供給することができ
るようにすると、反応管１３、原料ガス供給部３０のメ
ンテナンスや、これらのベーキング、あるいは不純物の
パージを行う際に、それぞれ迅速かつ簡便に必要な種類
のガスを切り換えて供給することができる。As described above, when a plurality of types of gases can be supplied from the carrier gas supply unit 33 of the vapor phase growth apparatus, maintenance of the reaction tube 13 and the source gas supply unit 30 and baking of these components can be performed. Alternatively, when purging impurities, it is possible to quickly and simply switch and supply a required type of gas.
【００５６】また、図３において説明した構成を有する
気相成長装置においても、図１および図２において説明
した構成を有する気相成長装置と同様の効果を奏するこ
とができる。Also, the vapor phase growth apparatus having the configuration described with reference to FIG. 3 can provide the same effect as the vapor phase growth apparatus having the configuration described with reference to FIGS.
【００５７】上述した実施例においては、気相成長装置
として、有機金属気相成長装置（ＭＯＣＶＤ装置）に適
用する場合について説明したが、本発明は、この例に限
定されるものではなく、原料ガス供給部からの原料ガス
を、反応管に送り込んで目的とする化合物を成長される
構成を有するものであれば、いかなる気相成長装置につ
いても適用することができる。In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a metal organic chemical vapor deposition apparatus (MOCVD apparatus) as the vapor phase growth apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this example. Any vapor phase growth apparatus can be applied as long as it has a configuration in which a source gas from a gas supply unit is fed into a reaction tube to grow a target compound.
【００５８】また、上述の実施例においては、III−Ｖ
族の半導体気相成長を行う場合について説明したが、本
発明はこの例に限定されず、この他、II−VI族の半導体
気相成長を行う場合についても同様に適用することがで
きる。Further, in the above-described embodiment, III-V
Although the description has been given of the case where the group III semiconductor vapor phase growth is performed, the present invention is not limited to this example, and can be similarly applied to the case where the II-VI group semiconductor vapor phase growth is performed.
【００５９】[0059]
【発明の効果】本発明の気相成長装置によれば、反応管
１３と、原料ガス供給部３０のメンテナンスや、これら
のメンテナンス後のベーキングを、それぞれ別個に独立
して行うことができた。According to the vapor phase growth apparatus of the present invention, the maintenance of the reaction tube 13 and the source gas supply unit 30 and the baking after the maintenance can be performed separately and independently.
【００６０】また、原料ガス供給部３０の残留ガス、お
よびメンテナンスや、ベーキングの際に生じた不純物
を、切り換え手段１０４により、原料ガス送出路５４に
送り込むことによって、これらを反応管１３を通さずに
排気することができた。The residual gas in the source gas supply unit 30 and impurities generated during maintenance and baking are sent to the source gas delivery path 54 by the switching means 104 so that they do not pass through the reaction tube 13. Could be exhausted.
【００６１】反応管１３のメンテナンスを行う際に、原
料ガス供給部３０からの原料ガスを原料ガス送出路５４
に送り込み、排気するようにしたため、原料ガスを停止
する必要がなくなり、再度気相成長を開始する場合にお
いて、原料ガスの流量の制御が簡単にすることができ
た。When the maintenance of the reaction tube 13 is performed, the raw material gas from the raw material gas
In this case, it is not necessary to stop the source gas, and when the vapor phase growth is started again, the control of the flow rate of the source gas can be simplified.
【００６２】また、原料ガス供給部３０のベーキング
と、反応管１３内のベーキングとを、それぞれ独立して
行うことができるため、これらのベーキング後に、原料
ガス供給部３０と反応管１３が、再び気相成長ができる
ような安定状態となるまでの時間を削減することができ
る。Since the baking of the source gas supply unit 30 and the baking in the reaction tube 13 can be performed independently of each other, the source gas supply unit 30 and the reaction tube 13 are re-formed after the baking. The time required until a stable state in which vapor phase growth can be performed can be reduced.
【００６３】また、切り換え手段１０４の原料ガス供給
路３４側に、２個以上の開閉装置（バルブ）を設けるこ
とにより、反応管１３あるいは原料供給部３０のメンテ
ンナンスの際に、反応管１３と原料供給部３０とを物理
的、機械的に切り離すことができ、作業上の安全性、確
実性を確保することができた。Further, by providing two or more opening / closing devices (valves) on the source gas supply path 34 side of the switching means 104, the reaction tube 13 and the source tube 30 are maintained when the reaction tube 13 or the source supply unit 30 is maintained. The supply unit 30 can be physically and mechanically separated from the supply unit 30, and safety and reliability in operation can be secured.
【００６４】また、キャリアガス供給部３３から、複数
種類のガスを供給することができるようにすることによ
り、反応管１３、および原料ガス供給部３０のメンテナ
ンスや、これらのベーキング、あるいは配管内の不純物
のパージを行う際に、それぞれ迅速かつ簡便にガスを切
り換えて供給することができた。Further, by making it possible to supply a plurality of types of gases from the carrier gas supply unit 33, maintenance of the reaction tube 13 and the raw material gas supply unit 30, baking thereof, and When purging impurities, the gas could be switched and supplied quickly and easily, respectively.
【図１】本発明の半導体気相成長装置の概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic view of a semiconductor vapor deposition apparatus of the present invention.
【図２】本発明の他の例の半導体気相成長装置の概略図
を示す。FIG. 2 is a schematic view of a semiconductor vapor deposition apparatus according to another example of the present invention.
【図３】本発明の他の例の半導体気相成長装置の概略図
を示す。FIG. 3 is a schematic view of a semiconductor vapor deposition apparatus according to another example of the present invention.
【図４】従来の半導体気相成長装置の概略図を示す。FIG. 4 is a schematic view of a conventional semiconductor vapor deposition apparatus.
１３ 反応管、１４ 加熱手段、１５ サセプタ、１６
基板、７，１７，２７ マスフローコントローラ、３
０ 原料ガス供給部、３１ 第１の原料ガス供給源、３
２ 第２の原料ガス供給源、３２ｖ，３４ｖ，３５ｖ，
４３ｖ，４４ｖ，５３ｖ，５４ｖ，６３ｖ，３４ｖ1 ，
３４ｖ2 開閉装置（バルブ）、３３キャリアガス供給
部、３４ 原料ガス供給路、４３ 高純度水素ガス管、
４４反応管パージガス供給路、５３ 高純度窒素ガス
管、５４ 原料ガス送出路、６３ 低純度窒素ガス管、
６４ 切り離し手段、１０４13 reaction tube, 14 heating means, 15 susceptor, 16
Substrates, 7, 17, 27 Mass flow controllers, 3
0 source gas supply unit, 31 first source gas supply source, 3
2 The second source gas supply source, 32v, 34v, 35v,
43v, 44v, 53v, 54v, 63v, 34v 1,
34v 2 switchgear (valve), 33 carrier gas supply section, 34 source gas supply path, 43 high-purity hydrogen gas pipe,
44 purge gas supply path for reaction tube, 53 high-purity nitrogen gas pipe, 54 source gas delivery path, 63 low-purity nitrogen gas pipe,
64 disconnecting means, 104
Claims (3)
う原料ガス供給部と、 少なくともキャリアガスを供給することのできるキャリ
アガス供給部と、 上記原料ガス供給部からの原料ガスと、上記キャリアガ
ス供給部からのキャリアガスとを反応管に供給する原料
ガス供給路と、 上記キャリアガス供給部から、上記反応管に、直接ガス
を送り込む反応管パージガス供給路と、 上記原料ガス供給部からの原料ガスを、上記反応管外に
送出する原料ガス送出路と、 上記原料ガス供給部からの原料ガスを、上記反応管と、
上記原料ガス送出路とに切り換え供給する切り換え手段
とを有することを特徴とする気相成長装置。1. A reaction tube for performing a vapor phase growth, a source gas supply unit comprising one or more source gas supply sources for supplying a source gas, and a carrier gas supply unit for supplying at least a carrier gas. A source gas supply path for supplying a source gas from the source gas supply unit and a carrier gas from the carrier gas supply unit to a reaction tube; and directly feeding gas from the carrier gas supply unit to the reaction tube. A reaction tube purge gas supply path, a source gas delivery path for sending the source gas from the source gas supply unit out of the reaction tube, and a source gas from the source gas supply unit, the reaction tube;
Switching means for switching and supplying the raw material gas to the source gas delivery path.
路側に、２以上の開閉装置を有してなることを特徴とす
る請求項１に記載の気相成長装置。2. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein said switching means has two or more opening / closing devices on the side of said source gas supply path.
ガスを供給するキャリアガス供給部としたことを特徴と
する請求項１に記載の気相成長装置。3. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the carrier gas supply unit is a carrier gas supply unit that supplies a plurality of types of gases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056897A JPH10219453A (en) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | Vapor phase epitaxy system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056897A JPH10219453A (en) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | Vapor phase epitaxy system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219453A true JPH10219453A (en) | 1998-08-18 |
Family
ID=12030797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056897A Pending JPH10219453A (en) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | Vapor phase epitaxy system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219453A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001144020A (en) * | 1999-08-31 | 2001-05-25 | Nippon Sanso Corp | Cvd device and purging method therefor |
-
1997
- 1997-02-03 JP JP2056897A patent/JPH10219453A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001144020A (en) * | 1999-08-31 | 2001-05-25 | Nippon Sanso Corp | Cvd device and purging method therefor |
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