JPH0717333U - 揮発性原料の気化装置 - Google Patents
揮発性原料の気化装置Info
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- JPH0717333U JPH0717333U JP5362093U JP5362093U JPH0717333U JP H0717333 U JPH0717333 U JP H0717333U JP 5362093 U JP5362093 U JP 5362093U JP 5362093 U JP5362093 U JP 5362093U JP H0717333 U JPH0717333 U JP H0717333U
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Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 常温で液体である原料は、気相成長装置に気
体の状態で供給するためにバブラにおいてキャリヤガス
を吹き込み蒸気にして輸送する。バブラの原料ガスが減
少すると、キャリヤガスが液体をバブリングする領域が
薄くなり、キャリヤガス中に含まれる原料の濃度が低下
する。原料濃度が常に一定で飽和濃度であるようにする
ことが目的である。 【構成】 複数の容器に原料液体を入れ気密構造とし、
これを連結管で直列に連結する。これら直列のバブラに
キャリヤガスを順に通す。或いは一つの容器を隔壁で複
数の空間に仕切る。仕切った空間に原料液体を入れて、
気密構造にする。連結管でこれらを直列に連結して全て
にキャリヤガスを通す。キャリヤガスの中の原料濃度が
段階的に増加するので、最終的には飽和濃度にすること
ができる。
体の状態で供給するためにバブラにおいてキャリヤガス
を吹き込み蒸気にして輸送する。バブラの原料ガスが減
少すると、キャリヤガスが液体をバブリングする領域が
薄くなり、キャリヤガス中に含まれる原料の濃度が低下
する。原料濃度が常に一定で飽和濃度であるようにする
ことが目的である。 【構成】 複数の容器に原料液体を入れ気密構造とし、
これを連結管で直列に連結する。これら直列のバブラに
キャリヤガスを順に通す。或いは一つの容器を隔壁で複
数の空間に仕切る。仕切った空間に原料液体を入れて、
気密構造にする。連結管でこれらを直列に連結して全て
にキャリヤガスを通す。キャリヤガスの中の原料濃度が
段階的に増加するので、最終的には飽和濃度にすること
ができる。
Description
【０００１】
この考案は気相エピタキシャル成長装置やＣＶＤ装置において用いられる原料 ガスのバブリング装置の改良に関する。ＣＶＤ法は化学的気相成長法とも言われ る。加熱した基板の上に原料を気体の状態で導き、気相反応を起こさせ、反応生 成物を基板の上に堆積せて薄膜を成長させる方法である。気相成長装置には大別 して２つの装置がある。ガスが上から下へ流れる縦型の気相成長装置と、ガスが 横から水平方向に流れる横型の気相成長装置である。本考案はいずれの装置にも 適用できる。
【０００２】
気相成長であるので、原料は気体の状態で与える必要がある。単体で気体であ る原料の場合はそのまま流せば良い。しかし単体で気体でない原料の場合は、気 体にするために沸点の低い化合物にする必要がある。原料が金属の場合は、これ を有機金属にして気相成長装置に供給することが多い。Ｇａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｄ などの金属は、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）、ＴＥＡ（トリエチルアルミニウ ム）、ＴＭＺ（トリメチルＺｎ）、などの有機金属とする。
【０００３】 これらの有機金属原料は常温で液体である。これを気体にするためにバブラを 用いる。バブラは図１に示すように、原料液体を収容した容器２、これを被蓋す る蓋３を持つ。これに原料液体４が収容されている。蓋３を上から下へ貫いて、 キャリヤガス導入管５とガス流出管６とを設ける。ガス流出管６は気相成長装置 （図示せず）に接続される。
【０００４】 キャリヤガス導入管５は水素ガスボンベとつながっている。キャリヤガス導入 管５の終端部はバブラ１の原料液体４の中に漬かっている。容器２の上方空間は 気相空間８になっている。ここには原料ガスの蒸気が存在する。ガス流出管６の 始端は容器２の気相空間８に開口している。
【０００５】 キャリヤガスは、キャリヤガス導入管５から原料液体４の中へ勢いよく吹き込 まれ、原料液体４を強く泡立たせる。大きい気泡９がキャリヤガス導入管５の開 口部から吹き上げられる。これにより原料液体が激しく攪乱される。ために原料 液体が細かい粒子となって気相空間８に舞い上がる。気相空間の蒸気圧が高まり 飽和に近くなる。この状態で、原料を含むキャリヤガスがガス流出管６から出て ゆく。これが気相成長装置に入り、薄膜気相成長を行なう。原料液体を泡立たせ て蒸気にするのでバブラというのである。また蒸気圧が変動してはいけないので 、バブラは恒温槽に入れてあり、温度が変化しないようにしてある。
【０００６】
従来の構造では、原料液体が減少してくると、液面が低くなり、キャリヤガス を吹き込んでも直ぐに上部の気相空間８に出てしまう。キャリヤガスが液中にあ る時間が短いので、十分に原料が気化されない。ために飽和に達せず、未飽和の ままキャリヤガスがガス流出管６を通って出てゆくことになる。キャリアガスに 含まれる原料濃度が低くなり、これにより気相成長を行なうと、膜圧や、組成が 所望のものにならない。つまり成長膜圧や、組成がばらついてきて、再現性が乏 しくなる。このような難点を克服し、原料液体が減少してもキャリヤガスは常に 飽和濃度の原料液体を含むようにした気化装置を提供することが本考案の目的で ある。
【０００７】
本考案の気化装置は、原料液体槽を複数段直列に並べこれを連結管で連絡し、 キャリヤガスが何回も原料液体を通りこれを気化してゆくようにする。連絡管の 入口は前段の原料液体槽の気相空間に開口し、出口は次段の原料液体槽の原料液 体の中に開口する。
【０００８】
複数の原料液体槽を直列につなぐので、同じキャリヤガスが何回も原料液体を 通過しこれをバブリングしてゆく。ひとつの原料液体槽の原料液体が減少して、 この原料液体槽でのバブリングが弱くなったとしても、他の原料液体槽を通るう ちに原料液体の濃度が飽和に達する。気相空間の圧力は少しずつ減少してゆくが 。最後の原料液体槽を出たあとの圧力を一定にするために、最後の原料液体槽の あとに圧力計を設けてモニタするようにしてもよい。これにより原料が減少して も、最終的なキャリヤガスは飽和蒸気圧に等しい蒸気圧の原料を含むようになる 。キャリヤガス中の原料の濃度が一定し、これを気相成長装置へ導いて原料ガス として吹き込むようにすれば成長薄膜の膜厚や組成に関して再現性が良くなる。
【０００９】
本考案の気化装置は図２に例を示すように、複数の原料液体槽を設けて、キャ リヤガスをこれらの原料液体槽に順に通すようにする。図２は原料液体槽の数が ２つの場合を示している。この例では原料液体４を収容したひとつの容器２の内 部を隔壁１１で仕切っている。第１槽ｗ1 と第２槽Ｗ2 が出来る。隔壁１１は両 方の空間を完全に仕切っており、上方の気相空間８も別異のものであり、液面の 高さも異なる。容器２は蓋３で被蓋されており、隔壁１１があるので、第１槽Ｗ 1 と第２槽Ｗ2 は独立の空間である。
【００１０】 キャリヤガス導入管５が、第１槽Ｗ1 の原料液Ｅ2 の中に挿入されている。こ れは外部のボンベに連結しておりキャリヤガスを導入するためのものである。キ ャリヤガス導入管５の下端は、液面より下にある。Ｊ字型の上に彎曲した連結管 １０が、第１槽Ｗ1 と第２槽Ｗ2 を連結するために設けられる。連結管１０の入 口は第１槽Ｗ2 の気相空間に開口する。連結管１０の出口は第２槽Ｗ2 の原料液 体Ｅ2 の中に開口している。ガス流出管６は第２槽Ｗ2 の気相空間８に開口して いる。ここから気相成長装置の方へと原料を飽和濃度まで含む原料ガスを送給す ることになる。
【００１１】 第１槽Ｗ1 の気相空間の圧力Ｐ1 は第２槽Ｗ2 の圧力Ｐ2 よりも高い（Ｐ1 ＞ Ｐ2 ）。連結管１０の第２槽Ｗ2 の液中Ｅ2 に漬かっている深さ分以上、圧力が 高くなければ第１槽Ｗ1 から第２槽Ｗ2 へキャリヤガスが流れないからである。 圧力計１３をガス流出管６に設けておくと、Ｐ2 をモニタすることができる。こ れを所定の値にするようにガスボンベからのガスの圧力や流速を調整すれば、気 相成長装置には一定圧力、一定濃度の原料ガスを送り込むことができる。
【００１２】 第１槽Ｗ1 で飽和に達しなくても、第２槽Ｗ2 でバブリングした時には飽和に 到達する。連絡管１０でも原料の濃度をＭ1 とし、ガス流出管６の原料濃度をＭ 2 とする。当然Ｍ1 ＜Ｍ2 である。しかし第１槽Ｗ1 での原料液体の蒸発の方が 、第２槽Ｗ2 での原料液体の蒸発よりも勢いがあるので、第１槽Ｗ1 の原料液体 の減少の方が第２槽Ｗ2 の原料液体の減少よりも速いであろう。この場合は、第 １槽Ｗ1 をより広くすれば良い。
【００１３】 ここでは槽の数が２であるが、槽は適当な複数個（Ｎ個）設ければ良い。ここ ではひとつの容器を隔壁で分割しているが、そうではなくて容器ごと分離してい ても差し支えない。前段の槽の気相空間に連結管１０の入口があり、次段の原料 液体中に連結管１０の出口がある。濃度は、Ｍ1 ＜Ｍ2 ＜…＜ＭN 、というよう に増大してゆく。原料液体の量が少なくなってきても、必ず飽和濃度に達するよ うにできる。
【００１４】
本考案の気化装置は、複数の閉じられた原料液体槽を連結管により直列に接続 する。キャリヤガスは第１段から順に原料液体槽をバブリングしながら進行して ゆく、１回のバブリングでかなりの原料蒸気を含むようになる。複数個の原料液 体槽を通すので、キャリヤガス中の原料の密度が１段ずつ高まってゆく。やがて 飽和濃度に達する。飽和濃度の原料液体を含むキャリヤガスが薄膜気相成長装置 に供給されるので、薄膜形成を行なう場合に膜圧や組成が変動しない。一定の膜 圧、品質の薄膜を再現性よく製造することができる。
【図１】従来例に係るバブラの縦断面図。
【図２】本考案の実施例に係るバブラの縦断面図。
１ バブラ ２ 容器 ３ 蓋 ４ 原料液体 ５ キャリヤガス導入管 ６ ガス流出管 ８ 気相空間 ９ 気泡 １０ 連結管 １１ 隔壁 １３ 圧力計
Claims (2)
- 【請求項１】 常温で液体である原料液体をキャリヤガ
スを吹き込むことにより蒸気としてキャリヤガスに含ま
せて輸送するための気化装置であって、原料液体を収容
する容器と、容器を気密に被蓋し上方に気相空間を形成
する蓋と、容器を複数の領域に分割するひとつ以上の隔
壁と、隔壁で仕切られた原料液体槽同士を直列に連結す
る連結管と、第１の原料液体槽にキャリヤガスを吹き込
むキャリヤガス導入管と、最終の原料液体槽からガスを
取り出すガス流出管とを含み、連絡管は前段の原料液体
槽の気相空間と次段の原料液体を連絡するようにしてあ
り、キャリヤガスはすべての原料液体槽を順次通過し、
原料液体濃度を高めるようにしたことを特徴とする揮発
性原料の気化装置。 - 【請求項２】 常温で液体である原料液体をキャリヤガ
スを吹き込むことにより蒸気としてキャリヤガスに含ま
せて輸送するための気化装置であって、原料液体を収容
する容器と、容器を気密に被蓋し上方に気相空間を形成
する蓋とよりなる複数の原料液体槽と、複数の原料液体
槽を直列に連結するための連絡管と、第１の原料液体槽
にキャリヤガスを吹き込むキャリヤガス導入管と、最終
の原料液体槽からガスを取り出すガス流出管とを含み、
連絡管は前段の原料液体槽の気相空間と次段の原料液体
を連絡するようにしてあり、キャリヤガスはすべての原
料液体槽を順次通過し、原料液体濃度を高めるようにし
たことを特徴とする揮発性原料の気化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5362093U JPH0717333U (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 揮発性原料の気化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5362093U JPH0717333U (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 揮発性原料の気化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717333U true JPH0717333U (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=12947956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5362093U Pending JPH0717333U (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 揮発性原料の気化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717333U (ja) |
-
1993
- 1993-09-07 JP JP5362093U patent/JPH0717333U/ja active Pending
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