JPS62105997A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS62105997A JPS62105997A JP24686285A JP24686285A JPS62105997A JP S62105997 A JPS62105997 A JP S62105997A JP 24686285 A JP24686285 A JP 24686285A JP 24686285 A JP24686285 A JP 24686285A JP S62105997 A JPS62105997 A JP S62105997A
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- Japan
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- flow rate
- line
- carrier gas
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、成長炉内において気相成長させる被膜の成
長制御性を改善した気相成長装置に関する。
長制御性を改善した気相成長装置に関する。
クロライドV P E (Vaper Phase E
pitaxy)やOM (Organo 、metal
lic)V P E等の気相成長法において、常温常圧
下で液体或いは固体の原料をキャリアガスによって蒸気
化し、これを成長炉に間欠的に供給する場合の従来法を
第4図に示す。
pitaxy)やOM (Organo 、metal
lic)V P E等の気相成長法において、常温常圧
下で液体或いは固体の原料をキャリアガスによって蒸気
化し、これを成長炉に間欠的に供給する場合の従来法を
第4図に示す。
この図において、1は液体或いは固体原料を収めたシリ
ンダ、2a、 2b、 2cは流量制御装置(以下では
これをMFCと云う)、3は流量計(以下ではこれをM
FMと云う)、4は三方バルブ、5は圧力計6或いは差
圧計7の出力を受けてキャリアガスの流量調節を行う制
御バルブ、8はMFC2aの出口側にシリンダ1を挿入
した反応ガス供給管、9はシリンダ内圧力調節用キャリ
アガス供給管、10はキャリアガス供給管、11はベン
トライン、12は成長炉ライン、13は成長炉、14は
排気装置、15はニードルバルブ、i6,17は他の反
応ガス供給管、Aはキャリアガスを示している。
ンダ、2a、 2b、 2cは流量制御装置(以下では
これをMFCと云う)、3は流量計(以下ではこれをM
FMと云う)、4は三方バルブ、5は圧力計6或いは差
圧計7の出力を受けてキャリアガスの流量調節を行う制
御バルブ、8はMFC2aの出口側にシリンダ1を挿入
した反応ガス供給管、9はシリンダ内圧力調節用キャリ
アガス供給管、10はキャリアガス供給管、11はベン
トライン、12は成長炉ライン、13は成長炉、14は
排気装置、15はニードルバルブ、i6,17は他の反
応ガス供給管、Aはキャリアガスを示している。
この装置では、シリンダ1内に、M F C2aによっ
て流量制御されたキャリアガスを導入し、ここで、バブ
リングにより蒸気化した反応ガスを、供給管8を通じて
三方バルブ4に導き、このバルブの切換えにより、差圧
計7の出力を受ける制御バルブ5等の働きで圧力バラン
スのとられた成長炉ライン12とベントライン11のい
ずれかに管8を連通せしめ、反応ガスを成長炉13に導
くか又は成長炉をパスして直接排気装置14に導く。
て流量制御されたキャリアガスを導入し、ここで、バブ
リングにより蒸気化した反応ガスを、供給管8を通じて
三方バルブ4に導き、このバルブの切換えにより、差圧
計7の出力を受ける制御バルブ5等の働きで圧力バラン
スのとられた成長炉ライン12とベントライン11のい
ずれかに管8を連通せしめ、反応ガスを成長炉13に導
くか又は成長炉をパスして直接排気装置14に導く。
また、このとき、シリンダ1内の圧力を一定に保つため
、管8内のガス圧を圧力計6で捕えて、この圧力計の出
力を受ける制御バルブ5により、供給管9から管B内に
供給するキャリアガス流量を制御する。
、管8内のガス圧を圧力計6で捕えて、この圧力計の出
力を受ける制御バルブ5により、供給管9から管B内に
供給するキャリアガス流量を制御する。
さらに、ライン11.12に対し、それ等のラインに三
方バルブ4を介して接続された供給管10より、MFC
2bによって管8内を流れるキャリアガスの全流量とは
ゾ等しくなるように流量設定されたキャリアガスを導入
する。この導入は、供給管10とライン11.12との
間に介在した三方バルブを、供給管8とライン11.1
2との間に介在した三方バルブに対して逆位相の関係、
即ち、管8がライン11に連通するときには管10がラ
イン12に連通し、管8がライン12に連通するときに
は管10がライン11に連通するように切換えて行い、
これによって、ライン11.12間における反応ガスの
流れ方向切換え時に、成長炉13に供給する全ガス流量
を一定に保つと同時に成長炉ライン12内の圧力変動を
抑制し、ガス流の乱れを極力低減するようにしている。
方バルブ4を介して接続された供給管10より、MFC
2bによって管8内を流れるキャリアガスの全流量とは
ゾ等しくなるように流量設定されたキャリアガスを導入
する。この導入は、供給管10とライン11.12との
間に介在した三方バルブを、供給管8とライン11.1
2との間に介在した三方バルブに対して逆位相の関係、
即ち、管8がライン11に連通するときには管10がラ
イン12に連通し、管8がライン12に連通するときに
は管10がライン11に連通するように切換えて行い、
これによって、ライン11.12間における反応ガスの
流れ方向切換え時に、成長炉13に供給する全ガス流量
を一定に保つと同時に成長炉ライン12内の圧力変動を
抑制し、ガス流の乱れを極力低減するようにしている。
しかしながら、上記の従来法では、シリンダ1内の圧力
を一定に保つために、管9内を流れるキャリアガスの流
量が刻々と変化し、これに伴なって管8内を流れる全ガ
ス流量も変化するA%従って、成長開始から時間が経過
するにつれて、管8内を流れる全キャリアガス流量と管
10内を流れるキャリアガス流量とに差が生じるように
なり、反応ガス供給管8からの供給反応ガスの流れ方向
をライン11.12間で切換えるときに必要な成長炉1
3への供給ガス量の一定量維持効果が薄れる結果、気相
成長において重要な成長圧力及び成長速度の制御性に悪
影響を及ぼす。
を一定に保つために、管9内を流れるキャリアガスの流
量が刻々と変化し、これに伴なって管8内を流れる全ガ
ス流量も変化するA%従って、成長開始から時間が経過
するにつれて、管8内を流れる全キャリアガス流量と管
10内を流れるキャリアガス流量とに差が生じるように
なり、反応ガス供給管8からの供給反応ガスの流れ方向
をライン11.12間で切換えるときに必要な成長炉1
3への供給ガス量の一定量維持効果が薄れる結果、気相
成長において重要な成長圧力及び成長速度の制御性に悪
影響を及ぼす。
また、上記の維持効果と相関関係にある成長炉ライン1
2内の圧力変動抑制効果も低下するため、成長炉に供給
する反応ガスの流量の制御性も悪くなる。
2内の圧力変動抑制効果も低下するため、成長炉に供給
する反応ガスの流量の制御性も悪くなる。
この発明の目的は、かNる不都合を無くして成長装置の
高性能化を計ることにある。
高性能化を計ることにある。
上、記の目的を達成するため、この発明は、第1図に示
すように、上述した装置において、反応ガス供給ライン
に設けるM F C2a及び圧力調節ラインに設けるM
FM3として、各々が通過ガス流量Q1、Q2をリアル
タイムで電気的信号に変換して出力する機能をもつもの
を使用し、さらに、この2つの電気的信号を入力するコ
ントローラ18を設け、このコントローラには、上記2
つの電気的信号を適当な時間幅でサンプリングしてQ、
+Q2の和Q3 を求める演算機能と、外部からの
電気的信号の入力により流量を制御するキャリアガス供
給ラインの流量制御装置2bに、その装置の通過ガス流
量を93に制御する電気的信号のフードバック機能をも
たせたのである。なお、M F C2a 。
すように、上述した装置において、反応ガス供給ライン
に設けるM F C2a及び圧力調節ラインに設けるM
FM3として、各々が通過ガス流量Q1、Q2をリアル
タイムで電気的信号に変換して出力する機能をもつもの
を使用し、さらに、この2つの電気的信号を入力するコ
ントローラ18を設け、このコントローラには、上記2
つの電気的信号を適当な時間幅でサンプリングしてQ、
+Q2の和Q3 を求める演算機能と、外部からの
電気的信号の入力により流量を制御するキャリアガス供
給ラインの流量制御装置2bに、その装置の通過ガス流
量を93に制御する電気的信号のフードバック機能をも
たせたのである。なお、M F C2a 。
2b、MFM3がアナログ信号を入出力するものである
場合には、コントローラ18にA/D変換及びD/A変
換機能を付加しておく。
場合には、コントローラ18にA/D変換及びD/A変
換機能を付加しておく。
この気相成長装置によれば、MFC2bのガス通路の開
度(又は絞り度)が、反応ガス供給管8内を流れる全ガ
ス量のシリンダ1内の圧力調節に起因した変動に合わせ
て調整され、キャリアがス供給ライン、即ち管10内を
流れるキャリアガス流■が、反応ガス供給ライン、即ち
管8内を流れる全キャリアガス流量と等しくなるように
補正されるので、成長炉13に供給される全ガス流量の
変動及び成長炉ライン12内の圧力変動が効果的に抑制
され成長の制御性が向上する。
度(又は絞り度)が、反応ガス供給管8内を流れる全ガ
ス量のシリンダ1内の圧力調節に起因した変動に合わせ
て調整され、キャリアがス供給ライン、即ち管10内を
流れるキャリアガス流■が、反応ガス供給ライン、即ち
管8内を流れる全キャリアガス流量と等しくなるように
補正されるので、成長炉13に供給される全ガス流量の
変動及び成長炉ライン12内の圧力変動が効果的に抑制
され成長の制御性が向上する。
特1こ、第2図に示すように、第1図に示した装置のM
F C2Cにも、外部からの電気的六方信号で流量を
制御する機能を付加し、一方、コントローラ18は、成
長開始時のQ2の初期値Q02及びM F C2Cを流
れるガス流量見、の初期設定値Qo4をデ″″′−夕と
して取込み、さらに、時間の経過と共に適当な時間幅で
Q2の値をサンプリングしてQ、、 −(Q2− Q、
2)の差を求め、演算結果の94を電気的制御信号とし
てM F C2Cにフィードバックする機能を併せ有す
る構成としておけば、成長炉ライン12内を流れるキャ
リアガス流量を、反応ガス供給管8内を流れる全ガス流
量の変動幅を打消すように補正できるので、上述の効果
がより高まり、栂めて安定した気相成長が行われる。
F C2Cにも、外部からの電気的六方信号で流量を
制御する機能を付加し、一方、コントローラ18は、成
長開始時のQ2の初期値Q02及びM F C2Cを流
れるガス流量見、の初期設定値Qo4をデ″″′−夕と
して取込み、さらに、時間の経過と共に適当な時間幅で
Q2の値をサンプリングしてQ、、 −(Q2− Q、
2)の差を求め、演算結果の94を電気的制御信号とし
てM F C2Cにフィードバックする機能を併せ有す
る構成としておけば、成長炉ライン12内を流れるキャ
リアガス流量を、反応ガス供給管8内を流れる全ガス流
量の変動幅を打消すように補正できるので、上述の効果
がより高まり、栂めて安定した気相成長が行われる。
第3図に、この発明の具体的な装置の一例としてG a
A s及びA I G a A sを気相成長させる
装置を示す。
A s及びA I G a A sを気相成長させる
装置を示す。
この装置は、A/(CH3)、の収納シリンダ1を挿入
した管8 、 G a (CH,)、の収納シリンダ1
′を挿入した管8′、AsH,の供給管17の計3つの
反応ガス供給ラインを有し、その各々が三方バルブ4を
介してベントライン11、成長炉ライン12の双方に接
続されている。
した管8 、 G a (CH,)、の収納シリンダ1
′を挿入した管8′、AsH,の供給管17の計3つの
反応ガス供給ラインを有し、その各々が三方バルブ4を
介してベントライン11、成長炉ライン12の双方に接
続されている。
また、管8.8には、それぞれ、圧力計6.6′の出力
を受ける制御バルブ5.5′とMFM3.3’を備えた
シリンダ内圧力調節ラインの管9,9′が接続され、さ
らに、キャリアガス供給ラインも各反応ガス供給ライン
と対に2ライン設けられてM F C2b、 2b’
を挿入したそれぞれのラインの管10.10’が三方バ
ルブ4によりライン11.12に接続されている。なお
、その他の構成は管17の途中にM F C2aと同じ
機能のMFC2dを挿入した点、及びコントローラ18
がより多機能となっている点を除いて第2図の装置と変
わりがないので同一部の説明は省略する。
を受ける制御バルブ5.5′とMFM3.3’を備えた
シリンダ内圧力調節ラインの管9,9′が接続され、さ
らに、キャリアガス供給ラインも各反応ガス供給ライン
と対に2ライン設けられてM F C2b、 2b’
を挿入したそれぞれのラインの管10.10’が三方バ
ルブ4によりライン11.12に接続されている。なお
、その他の構成は管17の途中にM F C2aと同じ
機能のMFC2dを挿入した点、及びコントローラ18
がより多機能となっている点を除いて第2図の装置と変
わりがないので同一部の説明は省略する。
さて、この例示の装置によりAJGaAiを成長させる
場合には、シリンダ1,1′内の原料を、各々MFCで
流量制御されたH2キャリアガスによりバブリングして
蒸気化し、ここで発生した反応ガスを管8,8′を通し
て三方バルブ4からライン11゜12のいずれかに導入
する。
場合には、シリンダ1,1′内の原料を、各々MFCで
流量制御されたH2キャリアガスによりバブリングして
蒸気化し、ここで発生した反応ガスを管8,8′を通し
て三方バルブ4からライン11゜12のいずれかに導入
する。
また、各シリンダ1.1′内の圧力は、管8,8′に接
続した管9内のキャリアガス流量を、圧力計6.6′の
出力により制御して一定に保つ。
続した管9内のキャリアガス流量を、圧力計6.6′の
出力により制御して一定に保つ。
さらに、各キャリアガス供給管10.10’により管8
.8′からの反応ガス供給と正反対にライン11゜12
のいずれかに供給するキャリアガスは、管10゜10’
を通るキャリアガス流量が対応した反応ガス供給管8.
8′を流れる全11□キヤリアガス流量と等しくなるよ
うにMFC21,2a’、MFM 3.3’の流量の電
気的出力信号をコントローラ18に入力し、ここで、適
当な時間幅でサンプリングした入力信号により、Q、=
Q、+Q2及びQ、= Q、 + Q、。
.8′からの反応ガス供給と正反対にライン11゜12
のいずれかに供給するキャリアガスは、管10゜10’
を通るキャリアガス流量が対応した反応ガス供給管8.
8′を流れる全11□キヤリアガス流量と等しくなるよ
うにMFC21,2a’、MFM 3.3’の流量の電
気的出力信号をコントローラ18に入力し、ここで、適
当な時間幅でサンプリングした入力信号により、Q、=
Q、+Q2及びQ、= Q、 + Q、。
となる演算を行った結果を、即ちQ、 、 Q、の信号
をMre2b、2b’にフィードバックしてそれ等MF
Cの流量制御を行う。
をMre2b、2b’にフィードバックしてそれ等MF
Cの流量制御を行う。
さらに、成長開始時のMFM3.3’の流量の初期値Q
(12及びQ04と成長炉ライン12に設けたMFC2
Cの流量の初期設定値q。7をコントローラ18内にデ
ータとして取込み、コントローラ18内で適当な時間幅
でサンプリングするQ2. (2,の信号を用いて、Q
、 = Q、、 −(Q2− Q、、)−(Q5−Q、
、)なる演算を行い、その式で求められたQ7の値を電
気的信号としてMFC2’Cにフィードバックし、これ
によりMFC2Cを経由してライン12番こ導入される
H2キャリアガス流量を制御して成長炉13内に供給さ
れる全ガス流量を一定に保つ。以上により、第2図で説
明したのと同じ作用・効果が得られ、成長の制御性が向
上する。
(12及びQ04と成長炉ライン12に設けたMFC2
Cの流量の初期設定値q。7をコントローラ18内にデ
ータとして取込み、コントローラ18内で適当な時間幅
でサンプリングするQ2. (2,の信号を用いて、Q
、 = Q、、 −(Q2− Q、、)−(Q5−Q、
、)なる演算を行い、その式で求められたQ7の値を電
気的信号としてMFC2’Cにフィードバックし、これ
によりMFC2Cを経由してライン12番こ導入される
H2キャリアガス流量を制御して成長炉13内に供給さ
れる全ガス流量を一定に保つ。以上により、第2図で説
明したのと同じ作用・効果が得られ、成長の制御性が向
上する。
なお、同図において、反応ガス供給管8をニードルバル
ブ15により閉じ、さらに、Q、 、 Q、の値を上式
から外した演算を行えば、同じ装置によりG a A
sの成長が行える。
ブ15により閉じ、さらに、Q、 、 Q、の値を上式
から外した演算を行えば、同じ装置によりG a A
sの成長が行える。
以上説明したように、この発明によれば、反応ガス供給
ラインのMFC,シリンダ内圧力調節ラインのMFMか
ら電気的な流量信号を受けるコントローラからの指令で
キャリアガス供給ラインのMFC流量を制御することに
より、キャリアガス供給ラインを流れるキャリアガス流
量を、シリンダ内圧力調節ラインのキャリアガス流量の
変動に起因する反応ガス供給ライン内の全ガス流量の変
動に合わせて、反応ガス供給ライン内を流れる全キャリ
アガス流量と等しくなるように補正するので、三方バル
ブにより反応ガスを成長炉ラインとベントラインとの間
で切換える際の成長炉ラインに供給される全ガス流量の
変動及び成長炉ライン内の圧力変動が効果的に防止され
、気相成長の制御性が向上する。
ラインのMFC,シリンダ内圧力調節ラインのMFMか
ら電気的な流量信号を受けるコントローラからの指令で
キャリアガス供給ラインのMFC流量を制御することに
より、キャリアガス供給ラインを流れるキャリアガス流
量を、シリンダ内圧力調節ラインのキャリアガス流量の
変動に起因する反応ガス供給ライン内の全ガス流量の変
動に合わせて、反応ガス供給ライン内を流れる全キャリ
アガス流量と等しくなるように補正するので、三方バル
ブにより反応ガスを成長炉ラインとベントラインとの間
で切換える際の成長炉ラインに供給される全ガス流量の
変動及び成長炉ライン内の圧力変動が効果的に防止され
、気相成長の制御性が向上する。
特に、成長炉ラインのMFCに、コントローラを通じて
反応ガス供給ライン内を流れる全ガス流量の変動幅を補
正する信号を送る構成としたものは、上述の効果が高く
、より安定した気相成長が行える。
反応ガス供給ライン内を流れる全ガス流量の変動幅を補
正する信号を送る構成としたものは、上述の効果が高く
、より安定した気相成長が行える。
第1図は、この発明の装置の基本構成を示す線図、第2
図はその変形例を示す線図、第3図は、本発明ζこ係る
装置の具体的な例を示す線図、第4図は従来の気相成長
装置を示す線図である。
図はその変形例を示す線図、第3図は、本発明ζこ係る
装置の具体的な例を示す線図、第4図は従来の気相成長
装置を示す線図である。
Claims (2)
- (1)キャリアガス流量制御装置(a)の出口側に原料
の収納シリンダを挿入した反応ガス供給ライン、そのラ
インにつながれた上記シリンダ内の圧力調整ライン、流
量制御装置(b)を挿入したキャリアガス供給ライン、
流量制御装置(c)を有して成長炉につながる成長炉ラ
イン、及びその成長炉ラインと圧力のバランスしたベン
トラインを備え、上記反応ガス供給ライン及びキャリア
ガス供給ラインが、各々逆位相の関係を保つように切換
えられる三方弁を介して成長炉ラインとベントラインの
双方に接続された気相成長装置において、上記流量制御
装置(a)及び上記圧力調節ラインに挿入する流量計と
して、各々が通過ガス流量Q_1、Q_2を電気的信号
に変換して出力する機能をもつものを使用し、さらに、
この2つの電気的信号を入力するコントローラを設け、
このコントローラには、上記2つの電気的信号を適当な
時間幅でサンプリングしてQ_1+Q_2の和Q_3を
求める演算機能と、外部からの電気的信号の入力により
流量調節されて上記流量制御装置(b)に、その装置の
通過ガス流量をQ_3に制御する電気的信号のフィード
バック機能をもたせたことを特徴とする気相成長装置。 - (2)上記流量制御装置(c)も外部からの電気的入力
信号で流量を制御する機能を有し、一方、上記コントロ
ーラは、成長開始時のQ_2の初期値Q_0_2及び流
量制御装置(c)を流れるガス流量Q_4の初期設定値
Q_0_4をデータとして取込み、さらに時間の経過と
共に適当な時間幅でQ_2の値をサンプリングしてQ_
0_4(Q_2−Q_0_2)の差を求め、演算結果の
Q_4を電気的制御信号として流量制御装置(c)にフ
ィードバックする機能を併せ有していることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24686285A JPS62105997A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24686285A JPS62105997A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62105997A true JPS62105997A (ja) | 1987-05-16 |
Family
ID=17154833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24686285A Pending JPS62105997A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62105997A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63319292A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 気相熱分解結晶成長装置 |
JPH0428227A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 基板処理装置および基板処理方法 |
JPH05186296A (ja) * | 1991-04-22 | 1993-07-27 | Applied Materials Inc | ウエハ加工システム内のプロセスガスの流量検定、そのための装置および方法 |
US5496408A (en) * | 1992-11-20 | 1996-03-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for producing compound semiconductor devices |
JP2002110570A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Asm Japan Kk | 半導体製造装置用ガスラインシステム |
US20100303675A1 (en) * | 2003-03-24 | 2010-12-02 | Osamu Suekane | Method and apparatus for high-efficiency synthesis of carbon nanostructure, and carbon nanostructure |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24686285A patent/JPS62105997A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63319292A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 気相熱分解結晶成長装置 |
JPH0428227A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 基板処理装置および基板処理方法 |
JPH05186296A (ja) * | 1991-04-22 | 1993-07-27 | Applied Materials Inc | ウエハ加工システム内のプロセスガスの流量検定、そのための装置および方法 |
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US5589110A (en) * | 1992-11-20 | 1996-12-31 | Mitsubishi Electric Corp | Container for liquid metal organic compound |
JP2002110570A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Asm Japan Kk | 半導体製造装置用ガスラインシステム |
US20100303675A1 (en) * | 2003-03-24 | 2010-12-02 | Osamu Suekane | Method and apparatus for high-efficiency synthesis of carbon nanostructure, and carbon nanostructure |
US8505478B2 (en) * | 2003-03-24 | 2013-08-13 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Apparatus for high-efficiency synthesis of carbon nanostructure |
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