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QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-103748 , die am 3. Juni 2019 eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung hierin betrifft einen Nebelerzeuger, ein Filmausbildungsgerät und ein Verfahren des Ausbildens eines Films unter Verwendung des Filmausbild ungsgeräts.
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HINTERGRUND
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Ein Nebelerzeuger in der
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-079485 hat ein Reservoir, das eine Lösung speichert, und einen Ultraschallschwingungserzeuger, der unter dem Reservoir angeordnet ist. Der Ultraschallschwingungserzeuger ist gestaltet, um eine Ultraschallschwingung auf die Lösung aufzubringen, die in dem Reservoir gespeichert ist, um einen Nebel der Lösung in dem Reservoir zu erzeugen. Die zerstäubte Lösung wird zu einer Außenseite des Nebelerzeugers durch einen Nebelförderpfad zugeführt, der mit dem Reservoir verbunden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Nachdem einmal Nebel in dem Reservoir erzeugt worden ist, wird der Nebel, der zuerst in den Nebelförderpfad strömt, der mit dem Reservoir verbunden ist, zuerst zu der Außenseite zugeführt. Der Nebel, der in dem Reservoir erzeugt wird, zirkuliert in dem Reservoir, sodass ein effizientes Zuführen des Nebels zu der Außenseite schwierig ist. Die vorliegende Offenbarung sieht eine Technologie vor, die eine effiziente Zufuhr eines Nebels zu einer Außenseite ermöglicht.
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Ein Nebelerzeuger, der hierin offenbart ist, kann ein Reservoir, eine Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern, einen Nebelförderpfad und einen Nebelkollektor aufweisen. Das Reservoir kann eine Lösung speichern. Die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern können unter dem Reservoir angeordnet sein und gestaltet sein, um eine Ultraschallschwingung auf die Lösung, die in dem Reservoir gespeichert ist, aufzubringen, um einen Nebel der Lösung in dem Reservoir zu erzeugen. Der Nebelförderpfad kann gestaltet sein, um den Nebel von einem Inneren des Reservoirs zu einem Äußeren bzw. einer Außenseite des Reservoirs zu fördern. Der Nebelkollektor kann oberhalb der Lösung in dem Reservoir angeordnet sein, ein oberes Ende des Nebelkollektors kann mit einem stromaufwärtigen Ende des Nebelförderpfads verbunden sein, ein unteres Ende des Nebelkollektors kann eine Öffnung haben, und eine Breite des Nebelkollektors kann sich von dem oberen Ende zu der Öffnung erhöhen. Die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern kann direkt unter der Öffnung gelegen sein.
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In dem vorstehend beschriebenen Nebelverdichter ist der Nebelkollektor, der mit dem Nebelförderpfad verbunden ist, innerhalb des Reservoirs angeordnet, und die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern sind direkt unter der Öffnung des Nebelkollektors gelegen. Deshalb strömt der Nebel der Lösung, der durch die Ultraschallschwingung von jedem der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern erzeugt wird, leicht in die Öffnung des Nebelkollektors. Die Breite des Nebelkollektors erhöht sich von dem oberen Ende zu der Öffnung (d. h. dem unteren Ende) (d. h. die Breite verringert sich von dem unteren Ende zu dem oberen Ende). Deshalb wird der Nebel, der von der Öffnung in den Nebelkollektor geströmt ist, in geeigneter Weise zu dem Nebelförderpfad geführt. Somit kann der Nebel effizient zu der Außenseite zugeführt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm einer Gestaltung eines Filmausbildungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
- 2 ist eine Querschnittsansicht eines Nebelerzeugers, während der Nebelerzeuger einen Nebel einer Lösung erzeugt (erstes Ausführungsbeispiel).
- 3 ist eine Draufsicht des Nebelerzeugers, während der Nebelerzeuger den Nebel der Lösung erzeugt (erstes Ausführungsbeispiel).
- 4 ist eine Querschnittsansicht eines Nebelerzeugers, während der Nebelerzeuger einen Nebel einer Lösung erzeugt (zweites Ausführungsbeispiel).
- 5 ist eine Draufsicht des Nebelerzeugers, während der Nebelerzeuger den Nebel der Lösung erzeugt (zweites Ausführungsbeispiel).
- 6 ist eine Querschnittsansicht eines Nebelerzeugers, während der Nebelerzeuger einen Nebel einer Lösung erzeugt (drittes Ausführungsbeispiel).
- 7 ist eine Draufsicht eines Nebelerzeugers gemäß einer Variante.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Repräsentative, nicht beschränkende Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun im weiteren Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Details zum Realisieren bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren lehren und soll nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken. Des Weiteren kann jedes der zusätzlichen Merkmale und jede der Lehren, die nachstehend offenbart sind, separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Nebelerzeuger und Filmausbildungsgeräte sowie Verfahren zum Ausbilden eines Films unter Verwendung der Filmausbildungsgeräte vorzusehen.
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Darüber hinaus müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein, um die vorliegende Offenbarung in dem breitesten Sinn zu realisieren, und werden stattdessen lediglich gelehrt, um insbesondere repräsentative Beispiele der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Des Weiteren können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen und nachstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche in Weisen kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgelistet sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren vorzusehen.
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Es ist beabsichtigt, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, separat und unabhängig voneinander für den Zweck einer ursprünglich geschriebenen Offenbarung sowie für den Zweck des Beschränkens des beanspruchten Gegenstands, unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in den Ausführungsbeispielen und/oder den Ansprüchen, offenbart sind. Darüber hinaus ist es beabsichtigt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Zwischeneinheit für den Zweck einer ursprünglich geschriebenen Offenbarung sowie für den Zweck des Beschränkens des beanspruchten Gegenstands offenbaren.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein Filmausbildungsgerät 10, das in 1 gezeigt ist, ist ein Gerät, das gestaltet ist, um einen Film auf einer Oberfläche eines Substrats 70 epitaxisch wachsen zu lassen. Das Filmausbildungsgerät 10 hat einen Ofen 12, in dem das Substrat 70 angeordnet ist, eine Erwärmungseinrichtung 14, die gestaltet ist, um den Ofen 12 zu erwärmen, einen Nebelerzeuger 20, der mit dem Ofen 12 verbunden ist, und ein Abgasrohr 80, das mit dem Ofen 12 verbunden ist.
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Die spezifische Gestaltung des Ofens 12 ist nicht besonders beschränkt. Als ein Beispiel ist der Ofen 12, der in 1 gezeigt ist, ein rohrförmiger Ofen, der sich von einem stromaufwärtigen Ende 12a zu einem stromabwärtigen Ende 12b erstreckt. Ein Querschnitt des Ofens 12 senkrecht zu seiner Längsrichtung hat eine kreisförmige Form. Der Querschnitt des Ofens 12 ist nicht auf die kreisförmige Form beschränkt.
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Der Nebelgenerator 20 ist mit dem stromaufwärtigen Ende 12a des Ofens 12 verbunden. Das stromabwärtige Ende 12b des Ofens 12 hat das Abgasrohr 80, das mit diesem verbunden ist. Der Nebelerzeuger 20 ist gestaltet, um einen Nebel 62 in den Ofen 12 zuzuführen. Der Nebel 62, der durch den Nebelgenerator 20 in den Ofen 12 zugeführt wird, strömt in dem Ofen 12 zu dem stromabwärtigen Ende 12b und wird dann zu einer Außenseite des Ofens 12 über das Abgasrohr 80 abgegeben.
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In dem Ofen 12 ist ein Substrattisch 13 zum Stützen des Substrats 70 angeordnet. Der Substrattisch 13 ist gestaltet, um das Substrat 70 mit Bezug auf die Längsrichtung des Ofens 12 zu neigen. Das Substrat 70 ist durch den Substrattisch 13 in einer Lage gestützt, die gestattet, dass der Nebel 62, der in dem Ofen 12 von dem stromaufwärtigen Ende 12a zu dem stromabwärtigen Ende 12b strömt, auf die Fläche des Substrats 70 aufgebracht wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Erwärmungseinrichtung 14 gestaltet, um den Ofen 12 zu erwärmen. Die spezifische Gestaltung der Erwärmungseinrichtung 14 ist nicht besonders beschränkt. Als ein Beispiel ist die Erwärmungseinrichtung 14, die in 1 gezeigt ist, eine elektrische Erwärmungseinrichtung und ist entlang einer Außenumfangswand des Ofens 12 angeordnet. Die Erwärmungseinrichtung 14 erwärmt die Außenumfangswand des Ofens 12, wodurch das Substrat 70 in dem Ofen 12 erwärmt wird.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Nebelerzeuger 20 einen Wassertank 24, ein Reservoir 26 und eine Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28. Der Wassertank 24 ist ein Behälter, dessen oberer Abschnitt geöffnet ist, und speichert Wasser 58 in sich. Jeder der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 ist an einer Bodenfläche des Wassertanks 24 angeordnet. Schwingungsflächen 28a der Ultraschallschwingungserzeuger 28 sind jeweils in Kontakt mit der Bodenfläche des Wassertanks 24. Die Ultraschallschwingungserzeuger 28 senden Ultraschall von ihren Schwingungsflächen 28a aus und bringen eine Ultraschallschwingung auf das Wasser 58 in dem Wassertank 24 auf. Das Reservoir 26 ist ein geschlossener Behälter. Das Reservoir 26 speichert eine Lösung 60, die ein Rohmaterial eines Films enthält, der auf der Oberfläche des Substrats 70 epitaxisch wachsen soll. Beispielsweise kann, falls ein Film aus Galliumoxid (Ga2O3) epitaxisch wachsen soll, eine Lösung, in der Gallium gelöst ist, als die Lösung 60 verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Rohmaterial zum Beaufschlagen des Galliumoxidfilms (beispielsweise Ammoniumfluorid) mit einem Dotand des n-Typs oder des p-Typs weiter in der Lösung 60 gelöst sein. Eine Außenumfangswand des Reservoirs 26 hat eine zylindrische Form. Der Bodenabschnitt des Reservoirs 26 ist in das Wasser 58 in dem Wassertank 24 eingetaucht. Eine Bodenfläche 26a des Reservoirs 26 ist mit einem Film gestaltet. Dies erleichtert eine Übertragung der Ultraschallschwingung von dem Wasser 58 in dem Wassertank 24 zu der Lösung 60 in dem Reservoir 26. Wenn jeder Ultraschallschwingungserzeuger 28 eine Ultraschallschwingung auf das Wasser 58 in dem Wassertank 24 aufbringt, wird die Ultraschallschwingung zu der Lösung 60 über das Wasser 58 übertragen. Wenn dies passiert, schwingt eine Flüssigkeitsoberfläche 60a der Lösung 60, wie in 2 gezeigt ist, und der Nebel 62 der Lösung 60 wird dadurch in einem Raum oberhalb der Lösung 60 (d. h. einem Raum in dem Reservoir 26) erzeugt.
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Der Nebelerzeuger 20 hat des Weiteren einen Nebelförderpfad 40, einen Nebelkollektor 41, zwei Trägergaszufuhrpfade 42 und einen Verdünnungsgaszufuhrpfad 44.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die stromaufwärtige Seite des Nebelförderpfads 40 mit einer oberen Fläche (d. h. einer oberen Platte) 26b des Reservoirs 26 verbunden. Der Nebelförderpfad 40 geht durch einen mittleren Abschnitt der oberen Fläche 26b des Reservoirs 26 hindurch und erstreckt sich in das Reservoir 26. Deshalb ist ein stromaufwärtiges Ende 40a des Nebelförderpfads 40 im Inneren des Reservoirs 26 gelegen. Ein stromabwärtiges Ende 40b des Nebelförderpfads 40 ist mit dem stromaufwärtigen Ende 12a des Ofens 12 verbunden. Der Nebelförderpfad 40 ist gestaltet, um den Nebel 62 von dem Reservoir 26 zu dem Ofen 12 zuzuführen.
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Der Nebelkollektor 41 ist innerhalb des Reservoirs 26 angeordnet. Der Nebelkollektor 41 ist oberhalb der Lösung 60 angeordnet, die in dem Reservoir 26 gespeichert ist. Ein oberes Ende 41a des Nebelkollektors 41 ist mit dem stromaufwärtigen Ende 40a des Nebelförderpfads 40 verbunden. Ein unteres Ende des Nebelkollektors 41 hat eine Öffnung 41b. Eine Gesamtheit des unteren Endes des Nebelkollektors 41 dient als die Öffnung 41b. Der Nebelkollektor 41 ist geformt, um eine Breite zu haben, die sich von dem oberen Ende 41a zu der Öffnung 41b erhöht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Nebelkollektor 41 einen kreisförmigen Querschnitt. Mit anderen Worten gesagt ist der Nebelkollektor 41 ein rohrförmiges Bauteil, das einen Durchmesser hat, der sich von dem oberen Ende 41a zu der Öffnung 41b erhöht. Der Querschnitt des Nebelkollektors 41 ist nicht auf den kreisförmigen beschränkt, und er kann eine beliebige Form haben, solange die Breite des Nebelkollektors 41 sich von dem oberen Ende 41a zu der Öffnung 41b erhöht. Wie in 3 gezeigt ist, sind, in einer Draufsicht des Reservoirs 26 von oben, die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 innerhalb der Öffnung 41b gelegen. Mit anderen Worten gesagt ist jeder der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 direkt unter der Öffnung 41b gelegen.
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Stromaufwärtige Enden der Trägergaszufuhrpfade 42 sind mit einer Trägergaszufuhrquelle (nicht gezeigt) verbunden. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Trägergaszufuhrpfade 42 gestaltet, um ein Trägergas 64 von der Trägergaszufuhrquelle zu dem Reservoir 26 zuzuführen. Das Trägergas 64 ist Stickstoffgas oder ein anderes Inertgas. Das Trägergas 64 wird von stromabwärtigen Enden (d. h. Abgabeanschlüssen 42a) der Trägergaszufuhrpfade 42 in das Reservoir 26 abgegeben. Die Abgabeanschlüsse 42a der Trägergaszufuhrpfade 42 sind mit einer Seitenwand des Reservoirs 26 verbunden. Die Abgabeanschlüsse 42a der Trägergaszufuhrpfade 42 sind an einer Umfangsseite des Reservoirs 26 relativ zu der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 gelegen. Wie in 3 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Trägergaszufuhrpfad 42 von einer inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 entlang seiner Tangentialrichtung. Deshalb gibt jeder Trägergaszufuhrpfad 42 das Trägergas 64 entlang der inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 ab. Das Trägergas 64, das in das Reservoir 26 abgegeben wird, strömt entlang der inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 in einer Umfangsrichtung des Reservoirs 26 (in einer Uhrzeigersinnrichtung in 3). Danach strömt das Trägergas 64 in den Nebelkollektor 41 und strömt dann in den Nebelförderpfad 40 von dem stromaufwärtigen Ende 40a des Nebelförderpfads 40. Zu dieser Zeit strömt der Nebel 62 in dem Reservoir 26 zusammen mit dem Trägergas 64 in den Nebelförderpfad 40.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das stromabwärtige Ende des Verdünnungsgaszufuhrpfads 44 mit dem Nebelförderpfad 40 außerhalb des Reservoirs 26 verbunden. Das stromaufwärtige Ende des Verdünnungsgaszufuhrpfads 44 ist mit einer Verdünnungsgaszufuhrquelle (nicht gezeigt) verbunden. Der Verdünnungsgaszufuhrpfad 44 ist gestaltet, um ein Verdünnungsgas 66 von der Verdünnungsgaszufuhrquelle zu dem Nebelförderpfad 40 zuzuführen. Das Verdünnungsgas 66 ist Stickstoffgas oder ein anderes Inertgas. Das Verdünnungsgas 66, das in den Nebelförderpfad 40 geströmt ist, strömt zusammen mit dem Nebel 62 und dem Trägergas 64 zu dem Ofen 12. Das Verdünnungsgas 66 verdünnt den Nebel 62 in dem Nebelförderpfad 40.
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Als nächstes wird ein Verfahren des Ausbildens eines Films unter Verwendung des Filmausbildungsgeräts 10 beschrieben. Hier wird ein Substrat, das aus einem einzelnen Kristall aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) gebildet ist, als das Substrat 70 verwendet. Darüber hinaus wird eine wässrige Lösung, in der Galliumchlorid (GaCl3, Ga2Cl6) und Ammoniumfluorid (NH4F) gelöst sind, als die Lösung 60 verwendet. Darüber hinaus wird Stickstoffgas sowohl als das Trägergas 64 als auch als das Verdünnungsgas 66 verwendet.
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Zuerst wird das Reservoir 26 bereitgestellt, in dem die Lösung 60 gespeichert ist. Hier ist die Lösung 60 in dem Reservoir 26 derart gespeichert, dass die folgende Beziehung erfüllt ist. Im Speziellen ist, wie in 1 und 2 gezeigt ist, die Lösung 60 in dem Reservoir 26 derart gespeichert, dass eine Beziehung von h ≥ H erfüllt ist, wobei h ein Abstand von den Ultraschallschwingungserzeugern 28 zu der Flüssigkeitsoberfläche 60a der Lösung 60 ist und H ein Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche 60a zu der Öffnung 41b ist. Obwohl sich das Flüssigkeitsniveau der Lösung 60 ändert, während ein Film ausgebildet wird, wird die vorstehend beschriebene Beziehung aufrechterhalten, bis die Filmausbildung auf der Oberfläche des Substrats 70 abgeschlossen ist.
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Als nächstes wird das Substrat 70 auf dem Substrattisch 13 in dem Ofen 12 platziert. Dann wird das Substrat 70 durch die Erwärmungseinrichtung 14 erwärmt. Hier wird eine Temperatur des Substrats 70 gesteuert, um ungefähr 750°C zu sein. Wenn die Temperatur des Substrats 70 stabil wird, wird der Nebelerzeuger 20 aktiviert. Mit anderen Worten gesagt werden die Ultraschallschwingungserzeuger 28 aktiviert, um einen Nebel der Lösung 60 in dem Reservoir 26 zu erzeugen. Gleichzeitig wird das Trägergas 64 von den Trägergaszufuhrpfaden 42 in das Reservoir 26 eingeleitet (siehe 3) und das Verdünnungsgas 66 wird von dem Verdünnungsgaszufuhrpfad 44 in den Nebelförderpfad 40 eingeleitet (siehe 1). Zuerst wird nur ein Teil der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 aktiviert. Dann, nach einem vorbestimmten Zeitintervall, wird/werden der/die verbleibende/n (nicht aktivierte/n) Ultraschallschwingungserzeuger 28 von der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 aktiviert. Mit anderen Worten gesagt aktiviert das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht alle Ultraschallschwingungserzeuger 28 gleichzeitig, sondern aktiviert zuerst einen Teil der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 und aktiviert, einige Zeit später, den/die verbleibenden Ultraschallschwingungserzeuger 28. Die Ultraschallschwingungserzeuger 28 können in mehr als zwei Gruppen unterteilt sein, um der Reihe nach aktiviert zu werden. Darüber hinaus gibt es keine besondere Beschränkung dahingehend, welcher/welche der Ultraschallschwingungserzeuger 28 zuerst aktiviert wird/werden. Wie in 1 gezeigt ist, strömt das Trägergas 64 durch das Reservoir 26 und strömt in den Nebelförderpfad 40 durch den Nebelkollektor 41, wie durch einen Pfeil 50 gezeigt ist. Zu dieser Zeit strömt der Nebel 62 in dem Reservoir 26 in den Nebelförderpfad 40 zusammen mit dem Trägergas 64. Das Verdünnungsgas 66 wird mit dem Nebel 62 in dem Nebelförderpfad 40 gemischt. Der Nebel 62 wird dadurch verdünnt. Der Nebel 62 strömt in dem Nebelförderpfad 40 zu dessen stromabwärtiger Seite zusammen mit dem Stickstoffgas (d. h. dem Trägergas 64 und dem Verdünnungsgas 66), und strömt dann in den Ofen 12 von dem stromabwärtigen Ende 40b des Nebelförderpfads 40, wie durch einen Pfeil 52 gezeigt ist. In dem Ofen 12 strömt der Nebel 62 zu dem stromabwärtigen Ende 12b zusammen mit dem Stickstoffgas und wird dann von dem Abgasrohr 80 abgegeben.
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Ein Teil des Nebels 62, der in den Ofen 12 strömt, haftet an der Oberfläche des erwärmten Substrats 70 an. Wenn dies passiert, reagiert der Nebel 62 (d. h. die Lösung 60) chemisch an dem Substrat 70. Demzufolge wird β-Galliumoxid (β-Ga2O3) an dem Substrat 70 erzeugt. Da der Nebel 62 zu der Oberfläche des Substrats 70 fortlaufend zugeführt wird, wächst ein β-Galliumoxidfilm auf der Oberfläche des Substrats 70. Ein Einkristall-β-Galliumoxidfilm wächst auf der Oberfläche des Substrats 70. Da die Lösung 60 Ammoniumfluorid enthält, ist der β-Galliumoxidfilm mit Fluor dotiert.
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Um die Ausbildung des Galliumoxidfilms auf der Oberfläche des Substrats 70 zu beenden, wird zuerst nur ein Teil der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 gestoppt. Dann, nach einem vorbestimmten Zeitintervall, wird der/die verbleibende/n (d. h. aktivierte/n) Ultraschallschwingungserzeuger 28 gestoppt. Mit anderen Worten gesagt stoppt das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht alle Ultraschallschwingungserzeuger 28 gleichzeitig, sondern stoppt zuerst nur einen Teil der Vielzahl der Ultraschallschwingungserzeuger 28 und stoppt, einige Zeit später, den/die verbleibenden Ultraschallschwingungserzeuger 28. Die Ultraschallschwingungserzeuger 28 können in mehr als zwei Gruppen unterteilt sein, um der Reihe nach gestoppt zu werden. Darüber hinaus gibt es keine besondere Beschränkung dahingehend, welcher/welche der Ultraschallschwingungserzeuger 28 zuerst gestoppt wird/werden.
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In dem Filmausbildungsgerät 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Nebelkollektor 41, der mit dem Nebelförderpfad 40 verbunden ist, innerhalb des Reservoirs 26 angeordnet, und die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 sind direkt unter der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 gelegen. Deshalb strömt der Nebel 62 der Lösung 60, der durch die Ultraschallschwingung von jedem der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 erzeugt wird, leicht in die Öffnung 41b des Nebelkollektors 41. Die Breite des Nebelkollektors 41 erhöht sich von dem oberen Ende 41a zu der Öffnung 41b (d. h. die Breite verringert sich von der Öffnung 41b zu dem oberen Ende 41a). Deshalb wird der Nebel 62, der von der Öffnung 41b in den Nebelkollektor 41 geströmt ist, in geeigneter Weise zu dem Nebelförderpfad 40 geführt. Somit kann der Nebel 62 effizient zu dem Ofen 12 zugeführt werden.
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Darüber hinaus sind in dem Filmausbildungsgerät 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Abgabeanschlüsse 42a der Trägergaszufuhrpfade 42 an der Umfangsseite des Reservoirs 26 relativ zu der Öffnung 41b gelegen. Ein Anordnen der Abgabeanschlüsse 42a der Trägergaszufuhrpfade 42 an der Umfangsseite relativ zu der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 (d. h. näher zu der inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26) kann ein Stören des erzeugten Nebels 62 durch das Trägergas 64 unterdrücken. Mit anderen Worten gesagt können Änderungen einer Konzentration des Nebels 62, der von dem Reservoir 26 zu der Außenseite zuzuführen ist, unterdrückt werden.
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Des Weiteren sind in dem Filmausbildungsgerät 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Trägergaszufuhrpfade 42 angeordnet, um das Trägergas 64 entlang der inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 abzugeben. Das Trägergas 64, das als solches abgegeben wird, strömt vertikal entlang der inneren Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 und strömt dann von der Umfangsseite des Reservoirs 26 zu einem mittleren Abschnitt von diesem. Der erzeugte Nebel 62 kann deshalb in geeigneter Weise in den Nebelkollektor 41 geführt werden.
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Darüber hinaus ist in dem Filmausbildungsgerät 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Beziehung von h ≥ H zwischen dem Abstand h von den Ultraschallschwingungserzeugern 28 zu der Flüssigkeitsoberfläche 60a der Lösung 60 und dem Abstand H von der Flüssigkeitsoberfläche 60a zu der Öffnung 41b erfüllt. Der Nebel 62, der durch die Ultraschallschwingung in der Lösung 60 erzeugt wird, wird bei einer gewissen Höhe von der Flüssigkeitsoberfläche 60a der Lösung 60 stabil. Im Speziellen wird, wie in 2 gezeigt ist, der Nebel 62 bei einer Höhe stabil, die um einen Abstand oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 60a ist, der ungefähr gleich zu dem Abstand h von den Schwingungsflächen 28h der Ultraschallschwingungserzeuger 28 zu der Flüssigkeitsoberfläche 60a der Lösung 60 ist (d. h. bei einer Höhe, die ungefähr um einen Abstand h entfernt von der Flüssigkeitsoberfläche 60a ist). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 41b unterhalb der Höhe angeordnet, bei der der Nebel 62 stabil wird. Das Filmausbildungsgerät 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ermöglicht deshalb in geeigneter Weise, dass der erzeugte Nebel 62 in den Nebelkollektor 41 strömt.
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Der kurze Abstand H erhöht die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases 64, wenn das Trägergas 64 in den Nebelkollektor 41 durch einen Raum des Abstands H strömt (d. h. einen Raum zwischen dem unteren Ende des Nebelkollektors 41 und der Lösung 60). Der erzeugte Nebel 62 kann sich deshalb leicht in dem Nebelkollektor 41 sammeln und somit kann der Nebel 62 effizienter in den Nebelförderpfad 40 eingeleitet werden.
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Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn ein Film auf der Oberfläche des Substrats 70 wachsen soll, ein Teil der Vielzahl von Schwingungserzeugern 28 zuerst aktiviert, und, nach einem vorbestimmten Zeitintervall, wird/werden der/die verbleibende/n Ultraschallschwingungserzeuger 28 aktiviert. Ein Beginnen der Aktivierung der Ultraschallschwingungserzeuger 28 bei mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten als solches kann die Rate einer Filmausbildung sanft erhöhen. Deshalb kann ein Film mit stabilen Charakteristiken bei dem Beginn der Filmausbildung wachsen.
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Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn das Wachsen des Films auf der Oberfläche des Substrats 70 beendet werden soll, ein Teil der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 zuerst gestoppt, und, nach einem vorbestimmten Zeitintervall, wird/werden der/die verbleibende/n Ultraschallschwingungserzeuger 28 gestoppt. Ein Stoppen der Aktivierung der Ultraschallschwingungserzeuger 28 bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Zeitpunkten als solches kann die Rate einer Filmausbildung sanft verringern. Deshalb können Charakteristiken des gewachsenen Films bei der Beendigung der Filmausbildung stabilisiert werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein Filmausbildungsgerät eines zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem Filmausbildungsgerät 10 des ersten Ausführungsbeispiels in der Gestaltung des Nebelerzeugers 20. Wie in 4 gezeigt ist, sind in dem Nebelerzeuger des zweiten Ausführungsbeispiels die Vielzahl von Trägergaszufuhrpfaden 42 mit der oberen Fläche 26b des Reservoirs 26 verbunden. Wie in 5 gezeigt ist, sind, in der Draufsicht des Reservoirs 26, die Trägergaszufuhrpfade 42 angeordnet, um den Nebelförderpfad 40 zu umgeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht Trägergaszufuhrpfade 42 um den Nebelförderpfad 40 herum angeordnet. Jeder der Trägergaszufuhrpfade 42 erstreckt sich in das Reservoir 26. Der Abgabeanschluss 42a von jedem Trägergaszufuhrpfad 42 ist oberhalb der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 gelegen. Die anderen Gestaltungen des Filmausbildungsgeräts des zweiten Ausführungsbeispiels sind die gleichen wie diejenigen des Filmausbildungsgeräts 10 des ersten Ausführungsbeispiels.
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In dem Filmausbildungsgerät des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Trägergaszufuhrpfade 42 mit der oberen Fläche 26b des Reservoirs 26 verbunden, im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Solch eine Gestaltung kann auch ein Stören des erzeugten Nebels 62 durch das Trägergas 64, das von den Trägergaszufuhrpfaden 42 abgegeben wird, unterdrücken.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Ein Filmausbildungsgerät eines dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem Filmausbildungsgerät des zweiten Ausführungsbeispiels in der Anordnung der Ultraschallschwingungserzeuger 28. Wie in 6 gezeigt ist, ist in dem Filmausbildungsgerät des dritten Ausführungsbeispiels jeder der Ultraschallschwingungserzeuger 28 mit Bezug auf das Reservoir 26 geneigt. Im Speziellen sind zu den jeweiligen Schwingungsflächen 28a der Ultraschallschwingungserzeuger 28 senkrechte Linien V zu einem mittleren Abschnitt der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 hin geneigt. Obwohl ein Neigungswinkel θ der Ultraschallschwingungserzeuger 28 mit Bezug auf die innere Seitenfläche 26c des Reservoirs 26 nicht besonders beschränkt ist, kann er beispielsweise 7° sein. Darüber hinaus hat das Filmausbildungsgerät des dritten Ausführungsbeispiels nicht den Wassertank 24, im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Jedoch kann, wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, die Gestaltung angewendet werden, die den Wassertank 24 hat. Obwohl 6 zeigt, dass die Ultraschallschwingungserzeuger 28 mit der Bodenfläche 26a des Reservoirs 26 überlappen, ist diese Darstellung lediglich für eine einfache Beschreibung und ein einfaches Verständnis gedacht, und die Ultraschallschwingungserzeuger 28 sind tatsächlich unterhalb der Bodenfläche 26a des Reservoirs 26 gelegen. Die anderen Gestaltungen des Filmausbildungsgeräts des dritten Ausführungsbeispiels sind die gleichen wie diejenigen des Filmausbildungsgeräts des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Die Schwingungsflächen 28a der Ultraschallschwingungserzeuger 28 können mit Bezug auf das Reservoir 26 geneigt sein, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, um den Nebel 62 effizient zu erzeugen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder der Ultraschallschwingungserzeuger 28 zu der Mitte der Öffnung 41b des Nebelkollektors 41 hin geneigt, sodass der erzeugte Nebel 62 leicht in den Nebelkollektor 41 strömt.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 angeordnet sein, wie in 7 gezeigt ist. Im Speziellen können die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28 Ultraschallschwingungserzeuger 28b, die an einer inneren Seite des Reservoirs 26 angeordnet sind, und Ultraschallschwingungserzeuger 28c umfassen, die an der Umfangsseite des Reservoirs 26 angeordnet sind. Die Ultraschallschwingungserzeuger 28b an der inneren Seite und die Ultraschallschwingungserzeuger 28c an der Umfangseite können derart angeordnet sein, dass sie nicht in einer Radialrichtung des Reservoirs 26 ausgerichtet sind. Darüber hinaus können die Ultraschallschwingungserzeuger 28 derart angeordnet sein, dass ein Abstand d zwischen zwei der Ultraschallschwingungserzeuger 28b, die entgegengesetzt zueinander mit Bezug auf die Mitte des Reservoirs 26 sind (die Position des Nebelförderpfads 40), länger ist als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Ultraschallschwingungserzeugern 28b, ein Abstand zwischen zwei benachbarten Ultraschallschwingungserzeugern 28c und der kürzeste Abstand zwischen dem Ultraschallschwingungserzeuger 28b und dem Ultraschallschwingungserzeuger 28c. Ein Anordnen der Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern 28, wie vorstehend beschrieben ist, kann eine negative Beeinflussung des Nebels 62, der jeweils durch die Ultraschallschwingungserzeuger 28 erzeugt wird, unterdrücken. Der Nebel 62 kann dadurch stabil erzeugt werden.
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Einige der Merkmale, die charakteristisch für die hierin offenbarte Technologie sind, werden nachstehend aufgelistet. Es sei angemerkt, dass die jeweiligen technischen Elemente unabhängig voneinander sind und alleine oder in Kombinationen nützlich sind.
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Als ein Aspekt einer Gestaltung, die hierin offenbart ist, kann der Nebelerzeuger des Weiteren einen Trägergaszufuhrpfad aufweisen, der gestaltet ist, um ein Trägergas in das Reservoir abzugeben. Ein Abgabeanschluss des Trägergaszufuhrpfads kann an einer Umfangseite des Reservoirs relativ zu der Öffnung gelegen sein oder kann oberhalb der Öffnung gelegen sein.
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Solch eine Gestaltung kann ein Stören des erzeugten Nebels durch eine Strömung des Trägergases, die in das Reservoir eingeleitet wird, unterdrücken. Mit anderen Worten gesagt können Änderungen einer Konzentration des Nebels, der von dem Reservoir zu der Außenseite zuzuführen ist, unterdrückt werden.
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In einem Aspekt einer hierin offenbarten Gestaltung kann der Abgabeanschluss des Trägergaszufuhrpfads eine Vielzahl von Abgabeanschlüssen aufweisen.
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Solch eine Gestaltung gestattet ein Einleiten des Trägergases in das Reservoir von einer Vielzahl von Stellen. Dies kann eine Ungleichmäßigkeit einer Strömung des Trägergases in dem Reservoir unterdrücken und kann eine ungleichmäßige Konzentration des Nebels unterdrücken.
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In einem Aspekt einer hierin offenbarten Gestaltung kann der Trägergaszufuhrpfad angeordnet sein, um das Trägergas entlang einer inneren Seitenfläche des Reservoirs abzugeben.
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Solch eine Gestaltung gestattet ein Bewegen des abgegebenen Trägergases entlang der inneren Seitenfläche des Reservoirs und ein Strömen von der Umfangsseite zu dem mittleren Abschnitt des Reservoirs. Der erzeugte Nebel kann dadurch in geeigneter Weise in den Nebelkollektor geführt werden.
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In einem Aspekt einer hierin offenbarten Gestaltung kann eine Beziehung von h ≥ H erfüllt sein, wobei h ein Abstand von den Ultraschallschwingungserzeugern zu einer Flüssigkeitsoberfläche der Lösung ist, und H ein Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche zu der Öffnung ist.
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Der Nebel wird bei einer Höhe stabil, die um einen Abstand oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche der Lösung ist, der ungefähr gleich zu dem Abstand h von den Ultraschallschwingungserzeugern zu der Flüssigkeitsoberfläche ist. Somit ist in der vorstehend beschriebenen Gestaltung die Öffnung unterhalb der Höhe angeordnet, bei der der Nebel stabil wird. Der erzeugte Nebel kann dadurch in geeigneter Weise in den Nebelkollektor strömen.
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In einem Aspekt einer hierin offenbarten Gestaltung kann eine zu einer Schwingungsfläche von jedem der Ultraschallschwingungserzeuger senkrechte Linie zu einer Mitte der Öffnung hin geneigt sein.
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Solch eine Gestaltung ermöglicht eine effiziente Erzeugung des Nebels durch die Neigung der Ultraschallschwingungserzeuger. Darüber hinaus sind die Ultraschallschwingungserzeuger zu der Mitte der Öffnung des Nebelkollektors hin geneigt, sodass der erzeugten Nebel leicht in den Nebelkollektor strömen kann.
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Während spezifische Beispiele der vorliegenden Offenbarung vorstehend im Detail beschrieben worden sind, sind diese Beispiele lediglich veranschaulichend und beschränken den Umfang der Patentansprüche nicht. Die Technologie, die in den Patentansprüchen beschrieben ist, umfasst auch verschiedene Änderungen und Modifikationen an den spezifischen Beispielen, die vorstehend beschrieben sind. Die technischen Elemente, die in der vorliegenden Beschreibung oder den Zeichnungen erklärt sind, sehen eine technische Verwendbarkeit entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen vor. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Kombinationen beschränkt, die zu der Zeit beschrieben sind, zu der die Patentansprüche eingereicht worden sind. Des Weiteren ist es der Zweck der Beispiele, die durch die vorliegende Beschreibung oder die Zeichnungen dargestellt sind, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen, und ein Erfüllen von einer von diesen Aufgaben verleiht der vorliegenden Offenbarung eine technische Nutzbarkeit.
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Ein Nebelerzeuger kann ein Reservoir, das eine Lösung speichert, eine Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern, einen Nebelförderpfad und einen Nebelkollektor haben. Die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern können unter dem Reservoir angeordnet sein und gestaltet sein, um eine Ultraschallschwingung auf die Lösung aufzubringen, die in dem Reservoir gespeichert ist, um einen Nebel der Lösung in dem Reservoir zu erzeugen. Der Nebelförderpfad kann gestaltet sein, um den Nebel von einem Inneren des Reservoirs zu einer Außenseite des Reservoirs zu fördern. Der Nebelkollektor kann oberhalb der Lösung in dem Reservoir angeordnet sein, wobei ein oberes Ende des Nebelkollektors mit einem stromaufwärtigen Ende des Nebelförderpfads verbunden sein kann, ein unteres Ende des Nebelkollektors eine Öffnung haben kann und eine Breite des Nebelkollektors sich von dem oberen Ende zu der Öffnung erhöhen kann. Die Vielzahl von Ultraschallschwingungserzeugern können direkt unter der Öffnung gelegen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019103748 [0001]
- JP 2016079485 [0003]