JPH078758B2 - Exhaust method for vapor phase epitaxial growth system - Google Patents
Exhaust method for vapor phase epitaxial growth systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機金属気相エピタキシャル成長装置の排気方
法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evacuating a metal-organic vapor phase epitaxial growth apparatus.
III−Ｖ化合物半導体の気相エピタキシャル成長法には
化学輸送法と有機金属気相成長（以下MOCVDと略す）法
がある。MOCVD法の特徴は、結晶成長に必要な化合物の
組成元素および添加不純物をすべて気体の状態で反応容
器に導入するため、ガス系のバルブの切換えにより、組
成および電気特性の異なる多層膜成長の制御が容易なこ
と、ガス供給量を変えることにより成長速度を大巾に変
えうる点にある。There are a chemical transport method and a metal organic chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as MOCVD) method as a vapor phase epitaxial growth method for a III-V compound semiconductor. The feature of the MOCVD method is that all the compositional elements of the compound necessary for crystal growth and the added impurities are introduced into the reaction vessel in a gaseous state. Therefore, by switching the gas system valves, it is possible to control the growth of multilayer films with different compositions and electrical characteristics Is easy, and the growth rate can be drastically changed by changing the gas supply amount.
GaAsの場合には、GaのソースとしてはTMG（トリメチル
・ガリウムGa(CH3)3）が用いられ、これは室温付近で液
体であり、水素とキャリアガスとして反応容器中に運ば
れる。一方、Asのソースは気体のアルシン（AsH3）であ
る。第２図において、反応容器（１）内には加熱された
サセプタ上にGaAs基板が置かれ、この基板上でTMGとア
ルシンが反応して結晶成長が行われる。反応しない残ガ
スは反応容器の排気部（２）から排気管（３）を通って
混合器（４）で大量の窒素と混合し、その後に空気を供
給されて燃料炉（５）で燃焼し、廃ガス処理機（６）で
処理された後にファン（９）により屋外に排出される。
反応容器（１）内の圧力は、排気管（３）に取付けられ
た圧力計（７）の出力信号により窒素導入用バルブ
（８）の開閉を調節することによって制御される。ま
た、第３図に示すように、排気管（３）に取付けられた
圧力計（７）の出力信号を変換器（11）により電圧に変
換して調整バルブ（13）の開度を調節することにより、
反応容器内の圧力を制御する方法もある。In the case of GaAs, TMG (trimethyl gallium Ga (CH 3 ) 3 ) is used as a Ga source, which is a liquid near room temperature and is carried into the reaction vessel as hydrogen and a carrier gas. On the other hand, the source of As is gaseous arsine (AsH 3 ). In FIG. 2, a GaAs substrate is placed on a heated susceptor in the reaction vessel (1), and TMG and arsine react on this substrate to perform crystal growth. The unreacted residual gas is mixed with a large amount of nitrogen from the exhaust part (2) of the reaction vessel through the exhaust pipe (3) in the mixer (4), and then is supplied with air and burned in the fuel furnace (5). After being treated by the waste gas treatment machine (6), it is discharged outdoors by the fan (9).
The pressure in the reaction vessel (1) is controlled by adjusting the opening and closing of the nitrogen introducing valve (8) by the output signal of the pressure gauge (7) attached to the exhaust pipe (3). Further, as shown in FIG. 3, the output signal of the pressure gauge (7) attached to the exhaust pipe (3) is converted into a voltage by the converter (11) to adjust the opening degree of the adjusting valve (13). By
There is also a method of controlling the pressure inside the reaction vessel.
しかしながら、第２図による従来の方法では、大量のN2
ガスを消費するため経済性が悪く、また空気を導入して
廃ガスを燃焼させるため、大規模になると危険性が増大
し、実用的でなくなる。また、第３図による従来の方法
では、調整バルブ（13）の開度がわずか変動するだけ
で、反応容器（１）内の圧力が常圧付近では大きく変化
し、圧力ハンチングが生じる。However, in the conventional method according to FIG. 2, a large amount of N 2
Since it consumes gas, it is not economical, and because it introduces air to burn waste gas, the risk increases at large scale, making it impractical. Further, in the conventional method shown in FIG. 3, the pressure in the reaction vessel (1) changes greatly near the normal pressure even if the opening degree of the adjusting valve (13) slightly changes, resulting in pressure hunting.
本発明は以上のような点にかんがみてなされたもので、
その目的とするところは、反応容器内の圧力を一定に保
ち、かつ完全な気相エピタキシャル成長装置の排気方法
を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above points,
It is an object of the invention to provide a method for exhausting a complete vapor phase epitaxial growth apparatus while keeping the pressure in the reaction vessel constant.
上記目的を達成するために本発明によれば、原料ガス供
給部、反応容器および排出ガス処理部からなる気相エピ
タキシャル成長装置において、前記反応容器の排気管に
圧力計を設置し、該圧力計の出力信号により前記排出ガ
ス処理部の排気ファンの回転数を制御することを特徴と
する気相エピタキシャル成長装置の排気方法が提供され
る。According to the present invention to achieve the above object, in a vapor phase epitaxial growth apparatus consisting of a source gas supply unit, a reaction container and an exhaust gas processing unit, a pressure gauge is installed in the exhaust pipe of the reaction vessel, An exhaust method for a vapor phase epitaxial growth apparatus is provided, wherein the number of revolutions of an exhaust fan of the exhaust gas processing unit is controlled by an output signal.
以下本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明による気相エピタキシャル成長装置の排
気方法を示しており、TMG、AsH3、H2等から構成される
混合原料ガスはガス制御装置（25）から供給配管（10）
を通して反応容器（１）に送られ、ここで基板ウェハー
上に薄膜を成長させる。残りの廃ガスは排気部（２）か
らバルブ（18）、排気管（３）、フィルター（17）を通
り、配管（14）を通って廃ガス処理機（６）で処理され
る。処理後の廃ガスは配管（15）を通った後にファン
（９）により屋外に排気される。排気管（３）には圧力
計（７）が設置され、その出力信号Ｐを周波数Ｆに変換
することによりファン（９）のモーターの回転数を制御
し、従って圧力Ｐを制御する。MOCVD法では毒性の強い
ガスを使用しているため、装置全体の安全性を確保する
必要がある。ガスを流している最中のファンの異常停止
対策として、ファンをバイパスする逆止弁（16）を設置
し、その作動圧力を絶対圧で1.05Kg/cm2に設定してあ
る。このようにすることにより、ファンが停止してガラ
ス製の反応容器（１）内の圧力が異常に上昇し、反応容
器が破損することを防止することができる。また、MOCV
D法では水素ガスを搬送ガスとして大量に使用する。こ
のため配管内に空気または酸素が入り、排気出口（23）
に着火した場合、配管全体が爆発する危険性がある。こ
の対策として、窒素ガスを排ガス処理機（６）の手前か
ら常に一定量流し込んでいる。（22）は流量計であり、
廃ガスの逆流防止のため逆止弁（21）、窒素ガス圧を制
御するレギュレーター（20）を設けてある。反応容器の
直後にあるバルブ（18）は緊急時には閉じられるが、窒
素ガスは常に流れているため、ファンは常に回転してい
る。反応容器（１）の周囲にはサセプタを加熱するため
の高周波加熱コイルがあり、この高周波の影響を避ける
ため、圧力計（７）は排気管（３）に取付けられてい
る。FIG. 1 shows an exhaust method of a vapor phase epitaxial growth apparatus according to the present invention. A mixed source gas composed of TMG, AsH 3 , H 2 and the like is supplied from a gas control device (25) to a supply pipe (10).
To the reaction vessel (1) where the thin film is grown on the substrate wafer. The remaining waste gas is processed from the exhaust section (2) through the valve (18), the exhaust pipe (3), the filter (17), the pipe (14) and the waste gas processor (6). The waste gas after treatment passes through the pipe (15) and is then exhausted to the outside by the fan (9). A pressure gauge (7) is installed in the exhaust pipe (3) and controls the rotation speed of the motor of the fan (9) by converting the output signal P of the pressure gauge into a frequency F, thus controlling the pressure P. Since the MOCVD method uses highly toxic gas, it is necessary to ensure the safety of the entire device. A check valve (16) that bypasses the fan is installed as a countermeasure against abnormal stoppage of the fan while flowing gas, and the operating pressure is set to 1.05 Kg / cm 2 in absolute pressure. By doing so, it is possible to prevent the fan from being stopped and the pressure in the glass reaction container (1) abnormally rising, and the reaction container from being damaged. Also, MOCV
In method D, a large amount of hydrogen gas is used as a carrier gas. As a result, air or oxygen enters the pipe and the exhaust outlet (23)
If ignited, there is a danger of the entire pipe exploding. As a countermeasure against this, a constant amount of nitrogen gas is always poured in front of the exhaust gas treatment device (6). (22) is a flow meter,
A check valve (21) and a regulator (20) for controlling the nitrogen gas pressure are provided to prevent backflow of waste gas. The valve (18) immediately behind the reaction vessel is closed in an emergency, but the fan is constantly rotating because nitrogen gas is constantly flowing. A high frequency heating coil for heating the susceptor is provided around the reaction vessel (1), and the pressure gauge (7) is attached to the exhaust pipe (3) in order to avoid the influence of this high frequency.
本実施例の装置を使用することにより、フィルター（1
7）にトラップされる粉末によるフィルターの抵抗が時
間と共に増加する問題、本ラインおよびベントラインの
流量を一定にし、圧力を安定させることによりウェハー
上への結晶成長を急峻な構造とする問題を解決すること
ができる。By using the device of this example, the filter (1
Solved the problem that the resistance of the filter due to the powder trapped in 7) increases with time, and the problem that the crystal growth on the wafer has a steep structure by stabilizing the flow rate of the main line and the vent line and stabilizing the pressure. can do.
本装置のガス流量条件の１例は、H2:100l/min、TMG:4cc
/min、AsH3:4l/min、N2:10l/minであり、配管の直径は
2.5″である。One example of gas flow conditions for this device is H 2 : 100l / min, TMG: 4cc
/ min, AsH 3 : 4 l / min, N 2 : 10 l / min, and the diameter of the pipe is
It is 2.5 ″.
以上説明したように本発明によれば、反応容器の排気管
に圧力計を設置し、該圧力計の出力信号により排出ガス
処理部の排気ファンの回転数を制御しているため、反応
容器内および排気管の圧力が安定し、従ってウェハー上
の汚染が防止され、結晶成長が安定するという優れた効
果がある。また、配管内に少量の窒素ガスを常に流すこ
とでシステムの安全性も確保される。As described above, according to the present invention, the pressure gauge is installed in the exhaust pipe of the reaction vessel, and the rotation speed of the exhaust fan of the exhaust gas processing unit is controlled by the output signal of the pressure gauge. Also, the pressure of the exhaust pipe is stabilized, so that the contamination on the wafer is prevented and the crystal growth is stabilized. In addition, the safety of the system is ensured by constantly flowing a small amount of nitrogen gas into the pipe.
第１図は本発明にかかる排気方法の説明図、第２図およ
び第３図は従来の排気方法の説明図である。 １……反応容器、２……排気部、３……排気管、４……
混合器、５……燃焼炉、６……廃ガス処理機、７……圧
力計、８……バルブ、９……ファン、10……供給配管、
11……変換器、12……P/F変換器、13……調整バルブ、1
4,15……配管、16,21……逆止弁、17……フィルター、1
8,19……バルブ、20……レギュレーター、22……流量
計、23……排気出口、24……加熱コイル、25……ガス制
御装置、26……ベントライン。FIG. 1 is an explanatory view of an exhaust method according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory views of a conventional exhaust method. 1 ... Reaction container, 2 ... Exhaust part, 3 ... Exhaust pipe, 4 ...
Mixer, 5 ... Combustion furnace, 6 ... Waste gas treatment machine, 7 ... Pressure gauge, 8 ... Valve, 9 ... Fan, 10 ... Supply pipe,
11 …… Converter, 12 …… P / F converter, 13 …… Adjustment valve, 1
4,15 …… Piping, 16,21 …… Check valve, 17 …… Filter, 1
8, 19 ... Valve, 20 ... Regulator, 22 ... Flowmeter, 23 ... Exhaust outlet, 24 ... Heating coil, 25 ... Gas control device, 26 ... Vent line.
Claims (3)
処理部からなる気相エピタキシャル成長装置において、
前記反応容器の排気管に圧力計を設置し、該圧力計の出
力信号により前記排出ガス処理部の排気ファンの回転数
を制御することを特徴とする気相エピタキシャル成長装
置の排気方法。1. A vapor phase epitaxial growth apparatus comprising a source gas supply section, a reaction vessel and an exhaust gas processing section,
An exhaust method for a vapor phase epitaxial growth apparatus, wherein a pressure gauge is installed in an exhaust pipe of the reaction container, and the rotation speed of an exhaust fan of the exhaust gas processing unit is controlled by an output signal of the pressure gauge.
置し、該排気ファンの入口圧力が絶対圧で1.05kg/cm2以
上になると該逆止弁が作動することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の気相エピタキシャル成長装置の排
気方法。2. A check valve for bypassing the exhaust fan is installed, and the check valve is activated when the inlet pressure of the exhaust fan becomes 1.05 kg / cm 2 or more in absolute pressure. 2. A method for exhausting a vapor phase epitaxial growth apparatus according to claim 1.
を設置し、該吸着式廃ガス処理機の入口側から窒素ガス
を常に流し、排気ファンが常に回転していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の気相エピタキシャル
成長装置の排気方法。3. An adsorption type waste gas treatment machine is installed in the exhaust gas treatment section, nitrogen gas is constantly flown from the inlet side of the adsorption type waste gas treatment machine, and an exhaust fan is constantly rotating. The exhaust method of the vapor phase epitaxial growth apparatus according to claim 1.
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1987
- 1987-05-28 JP JP62132798A patent/JPH078758B2/en not_active Expired - Fee Related
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