JPH0726364Y2 - 気相成長装置用の固形原料供給装置 - Google Patents

気相成長装置用の固形原料供給装置

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JPH0726364Y2
JPH0726364Y2 JP7365889U JP7365889U JPH0726364Y2 JP H0726364 Y2 JPH0726364 Y2 JP H0726364Y2 JP 7365889 U JP7365889 U JP 7365889U JP 7365889 U JP7365889 U JP 7365889U JP H0726364 Y2 JPH0726364 Y2 JP H0726364Y2
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邦全 植松
昇平 小芝
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日本酸素株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、基板上に気相成長ガスを供給して該基板上に
薄膜を形成する気相成長装置に用いられる固形原料供給
装置に関する。
〔従来の技術〕
気相成長装置において、例えば、化合物半導体の製造で
はトリメチルインジウムのような粉末状の固形原料を、
また超伝導体の製造でも種々の粉末状固形原料を用いる
ことがある。
気相成長に用いる原料が前記のように粉末状の固形の場
合には、これを昇華して該原料の蒸気をキャリアガスに
同伴させ、上記原料を含むキャリアガスを気相成長ガス
として基板上に供給する。このため、例えば第4図に例
示したような固形原料供給装置を用いる。
この装置では、固形原料Gを充填した固形原料収納容器
1が恒温槽2内に配置され、該収納容器1内で固形原料
Gが恒温槽2の温度に応じて昇華して飽和蒸気が形成さ
れると共に、恒温槽2内と同温に制御されたキャリアガ
スが、キャリアガス導入管3から固形原料収納容器1内
に導入され、前記飽和蒸気を伴ってキャリアガス導出管
4を介して基板上に供給される。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかし、前記従来装置では、使用時間の経過に伴って固
形原料Gが消費されると、例えば第5図のようにキャリ
アガス導入管3の周囲の比較的キャリアガスに接触し易
い部分から先に消費され、固形原料Gとキャリアガスと
の接触条件が変化して、初期には飽和蒸気圧の原料蒸気
が供給されていても次第に不飽和の状態になる虞があっ
た。
しかも、一般に前記原料蒸気の蒸気圧の測定は測定精
度、測定費用等の点で困難なことが多く、このため予期
しないときに不飽和な原料蒸気が基板に供給され気相成
長を悪化する不都合があった。
本考案は前記課題を解決して、長時間に亘って飽和蒸気
圧の原料を含む気相成長ガスを供給できる固形原料供給
装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本考案の固形原料供給装置
は、恒温槽内にキャリアガス導入管とキャリアガス導出
管とが各々連設する固形原料収納容器を配置してなる気
相成長装置用の固形原料供給装置において、前記固形原
料収納容器内に、この内部を上下に仕切る原料セルを着
脱自在に係止して、固形原料収納容器内にキャリアガス
導入室と昇華室とを区画形成し、キャリアガス導入室に
キャリアガス導入管を、昇華室にキャリアガス導出管を
各々連設すると共に、前記原料セルを、固形原料と、該
固形原料を充填する筒体と、固形原料の上下に配置した
フィルタとで形成したことを特徴とする。
また、前記キャリアガス導入管は、キャリアガス導入室
内に水平に挿入され、挿入部は、その端部が密閉されて
いると共に原料セルに対向しない方向のノズルが適宜数
形成されていること、さらに前記原料セルの上側のフィ
ルタは、重石を兼ねたフィルタとして適宜の重量で形成
されていると共に筒体内に上下移動可能に配設したこと
を特徴とする。
〔作用〕
前記のように構成したので、固形原料収納容器内に導入
されたキャリアガスは、該容器内をゆっくりと、かつ均
一に流れて原料セルを通過する。
これによってキャリアガスが原料セル内の固形原料と十
分な接触時間を保持し、かつ均一に接触するのでキャリ
アガスと固形原料の接触条件が長時間に亘って一定に保
持され、キャリアガス中の原料蒸気は恒温槽の温度に応
じた飽和濃度に保たれる。
また、キャリアガス導入室に挿入したキャリアガス導入
管に、前記の如く原料セルに対向しない方向のノズルを
形成すると、キャリアガスは原料セルに吹き付けられ
ず、キャリアガス導入室に均一に拡散した後、ゆっくり
と流れるのでキャリアガスと原料セル内の固形原料との
接触条件が良好に保持される。
さらに、原料セルの上側のフィルタを前記の如く重石と
して用いると、原料セル内の固形原料が平均的に消費さ
れて減少した際に、上側のフィルタが固形原料の減少に
応じて下降して固形原料を一定の重量で押し付けて、該
固形原料の密度を一定に保ので、キャリアガスと固形原
料の接触条件が一定に保持されると共に、昇華に伴って
固形原料の一部に部分的に空洞が形成されても、該空洞
は比較的小さな段階で重石を兼ねた該上側のフィルタに
よって押しつぶされるので安定した接触条件が引続き維
持される。
〔実施例〕
以下、第1図乃至第3図を用いて本考案の一実施例を説
明する。
本実施例に係る固形原料供給装置は、恒温槽11内に固形
原料収納容器12が配設されている。この固形原料収納容
器12は、有底筒体12aの上端の鍔部12bに、蓋体12cを装
着して密閉容器とし、有底筒体12aの内周面に突設させ
た複数の突起部12dに、原料セル13を着脱可能に係止
し、その内部を上下に気密に仕切り原料セル13の下方に
キャリアガス導入室14を、上方に昇華室15を夫々区画形
成している。
原料セル13は、固形原料Gを充填しておくもので、固形
原料Gと、該固形原料Gを充填する筒体13aと、該筒体1
3aの上下に配設したフィルタ16,17とで形成され、上側
のフィルタ16はリング状の枠16aにネット16bを張設して
所定の重量で形成され、かつ固形原料Gの上に上下移動
可能に載置して重石を兼ねるものである。また下側のフ
ィルタ17は、上側のフィルタ16と同様に形成された筒体
13aの底部フランジ13bに固定される。
前記上側のフィルタ16は、万一キャリアガス導入室14内
にキャリアガスが急激に導入されても固形原料Gが固形
のまま同伴されるのを防止し、また下側のフィルタ17
は、固形原料Gの粉体がキャリアガス導入室14に落下す
るのを防止する。
また、キャリアガス導入室14には、継手18a、入口弁18b
を介してキャリアガス導入管18が、昇華室15には、継手
19a、出口弁19bを介してキャリアガス導出管19が各々連
設される。
そして、キャリアガス導入管18は、キャリアガス導入室
14内に水平に挿入され、挿入部18cは、その端部を閉塞
されると共に原料セル13に対向しない方向、例えば水平
方向と斜め下方向とに適宜の間隔でキャリアガス噴出用
のノズル20が適宜数形成されている。
なお、キャリアガス導入室14に導入するキャリアガスを
予め恒温槽11内の温度と同温にするため、必要に応じキ
ャリアガス導入管18を恒温槽11内で螺旋状に配設して長
くしたり、またはキャリアガス導入管18の一部に予熱部
分を設ける等の手段を施すことが望ましい。
上記構成において、原料セル13内の固形原料Gは、恒温
槽11内の温度に応じて昇華して昇華室15内に飽和蒸気圧
の原料蒸気が形成される。
一方、キャリアガスは、キャリアガス導入管18のノズル
20から噴出して原料セル13に直接吹き付けられることな
くキャリアガス導入室14内に均一に拡散した後、ゆっく
りと上昇して原料セル13の下側のフィルタ17を通って固
形原料Gと接触し、昇過した原料蒸気がキャリアガスに
同伴されて、上側のフィルタ16を通って昇華室15からキ
ャリアガス導出管19を介して導出される。
キャリアガス導入室14内にキャリアガスを継続して導入
すると、固形原料Gは昇華し減量するが、キャリアガス
は原料セル13を径方向に平均して接触するので固形原料
Gも径方向に平均して減少し、かつ、このとき、原料セ
ル13の上方の重石兼用のフィルタ16が固形原料Gの減少
に応じて下降し、固形原料Gを一定の重さで押し付ける
ので、固形原料Gは常に一定の密度で保持されてキャリ
アガスと接触し接触条件は一定に保持される。
また、昇華に伴って固形原料Gの一部に部分的に空洞が
形成されても、空洞は比較的小さな段階で重石を兼ねた
フィルタ16によって押しつぶされるので、安定した接触
条件が引続き維持される。
次に、固形原料収納容器12に固形原料Gを充填するとき
は、恒温槽11の扉を開けて入口弁18b、出口弁19bを閉め
た後、継手18a,19aを外して固形原料収納容器12を取り
出し、次いで、蓋体12cを外して原料セル13の上側のフ
ィルタ16を取り上げて固形原料Gを充填した後、充填後
の固形原料Gの上にフィルタ16を載置して前記と逆の手
順で原料セル13を固形原料収納容器12内にセットする。
なお、上記実施例では、原料セル13を固形原料収納容器
12の横断面形状に合せて円形としたが、これに限定せ
ず、固形原料収納容器の横断面形状に合せて角柱形等任
意の形状とすることができる。また、固形原料収納容器
内のキャリアガスの流れを下から上だけでなく、逆に上
から下へ流れるように構成することもできる。
〔考案の効果〕
以上のように、本考案は、恒温槽内に配置した固形原料
収納容器内を原料セルにて上下に仕切って構成したの
で、比較的大径の固形原料収納容器内をキャリアガスが
ゆっくりと、かつ均一に流れて原料セルを通過し、キャ
リアガスと該原料セル内の固形原料とが十分な接触時間
を保持して接触する。従って、キャリアガス中の原料蒸
気は恒温槽の温度に応じた飽和濃度に長時間に保持され
るので、良好な気相成長を実施でき、実施効果が大き
い。
また、本考案では、前記原料セルを着脱自在に構成した
ので、固形原料の補充、充填が容易に行え実用的であ
る。
次に、本考案では、キャリアガス導入管をキャリアガス
導入室内に水平に挿入し、挿入部は、その端部を閉塞す
ると共に原料セルに対向しない方向に適宜数のノズルを
形成したから、キャリアガスは原料セルに吹き付けられ
ず、キャリアガス導入室に均一に拡散した後ゆっくりと
流れるので、キャリアガスと原料セル内の固形原料との
接触条件が良好に保持される。
さらに、原料セルの上側のフィルタを重石を兼ねたフィ
ルタとして該原料セル内に上下移動可能に設けたので、
固形原料の消費に伴う減少に応じて上側のフィルタが下
降して固形原料の密度を一定に保つので、キャリアガス
と固形原料の接触条件が一定に保持されると共に、昇華
に伴って固形原料の一部に部分的に空洞が形成されて
も、該空洞は比較的小さな段階で上側のフィルタによっ
て押しつぶされるので、安定した接触条件が引続き維持
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係る固形原料供給装置の正
面断面図、第2図は原料セルの拡大断面図、第3図は固
形原料の上に載置する重石兼用のフィルタの平面図。第
4図及び第5図は従来の固形原料供給装置の正面断面図
である。 11…恒温槽、12…固形原料収納容器 13…原料セル、14…キャリアガス導入室 15…昇華室、16,17…フィルタ 18…キャリアガス導入管、19…キャリアガス導入管、20
…ノズル、G…固形原料

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】恒温槽内にキャリアガス導入管とキャリア
    ガス導出管とが各々連設する固形原料収納容器を配置し
    てなる気相成長装置用の固形原料供給装置において、前
    記固形原料収納容器内に、この内部を上下に仕切る原料
    セルを着脱自在に係止して、固形原料収納容器内にキャ
    リアガス導入室と昇華室とを区画形成し、キャリアガス
    導入室にキャリアガス導入管を、昇華室にキャリアガス
    導出管を各々連設すると共に、前記原料セルを、固形原
    料と、該固形原料を充填する筒体と、固形原料の上下に
    配置したフィルタとで形成したことを特徴とする気相成
    長装置用の固形原料供給装置。
  2. 【請求項2】前記キャリアガス導入管は、キャリアガス
    導入室内に水平に挿入され、挿入部は、その端部が密閉
    されていると共に原料セルに対向しない方向のノズルが
    適宜数形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    の気相成長装置用の固形原料供給装置。
  3. 【請求項3】前記原料セルの上側のフィルタは、重石を
    兼ねたフィルタとして適宜の重量で形成すると共に筒体
    内に上下移動可能に配設したことを特徴とするする請求
    項1または2記載の気相成長装置用の固形原料供給装
    置。
JP7365889U 1989-06-23 1989-06-23 気相成長装置用の固形原料供給装置 Expired - Fee Related JPH0726364Y2 (ja)

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