JP2015177186A

JP2015177186A - 液体有機金属化合物の供給システム

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Publication number: JP2015177186A
Application number: JP2014135696A
Authority: JP
Inventors: 宝源呂; Bao-Yuan Lu; 平陸; Ping Lu; 一▲せい▼ 単; Yi-Jing Shan; 斌沈; Bin Shen; 順達 ▲とう▼; Shuen-Ta Teng
Original assignee: Jiangsu Nata Opto Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Nata Opto Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: TWI545226B; JP5960754B2; TW201536950A; US20160145739A1; US20150259797A1

Abstract

【課題】有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）処理設備に応用する液体有機金属化合物の供給システムを提供する。
【解決手段】液体有機金属化合物の供給システム１は、恒温装置内に設けられる第１瓶体１１と、室温中に設けられる第２瓶体１２と、三方弁１３と、を備える。その中、三方弁１３の第１接続端１３１及び第１瓶体１１の第１ガス排出管１１２が有機金属化学気相蒸着処理設備９に接続され、第２接続端１３２が第２瓶体１２の第２ガス導入管１２１に接続され、第３接続端１３３が第１瓶体１１の第１ガス導入管１１１及び第２瓶体１２の第２ガス排出管１２２に接続される。ＭＯＣＶＤ処理に応用して、高純度液体有機金属化合物であるトリメチルガリウムの使用時間を延長し、取替え回数を減らすことにより、ＭＯＣＶＤ設備の量産能力を高めて、トリメチルガリウムの利用率を効果的に向上し、使用コストを低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を応用する供給システムに係り、特に、有機金属化学気相蒸着技術の処理設備の大型化に対応することができる液体有機金属化合物の供給システムに関する。

高純度トリメチルガリウムは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）の過程において成長する電子材料の重要な原料として、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＧａＩｎＰ）などの化合物半導体薄膜材料の成長に広く応用され、電学、光学と磁学などの性能が優れており、半導体と集積回路をより高い周波数、より速い速度、より低い騒音及びより大きい仕事率になるようにしている。そのため、ＬＥＤ、太陽電池や航空宇宙技術などの多くの分野で大量に使用されるハイテク材料の生産技術である。室温下で液体である純粋なトリメチルインジウムは、高い化学活性を有し、空気と接触すると自燃し、水と接触すると爆発するので、有機金属化学気相成長法に使用する場合には、特製の鋼円筒内に封入する必要がある。それから、鋼円筒の温度を制御することで、トリメチルガリウムの蒸気圧が所要値に達してから、持続的に流動するキャリヤガスを介して前記温度中のトリメチルガリウムの飽和蒸気を光電子材料の成長システムに送り込むように構成されている。

しかしながら、有機金属化学気相成長法が益々熟成し、発展するにつれて、有機金属化学気相成長法を応用する生産設備も益々大型化になる。ＭＯ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃｓ）源は、使用過程において非常に安定した蒸気圧が必要となり、このためＭＯ源の鋼円筒は、通常、恒温槽内に置いて使用することが必要となる。又、現有機器設備の恒温槽には容積制限があるため、トリメチルガリウムを封入するための現在の容器のほとんどが４ｋｇ以下の規格を持ち、このような規格を持つ封入容器を使用する時、主に、下記の問題が存在している。１．このような封入容器の容積が相対的に小さいため、単位容積の加工コストが比較的高いので、ＭＯ源の製造業者にとってトリメチルガリウムの包装コストがいつも高いまま。２．このような封入容器に填装できる高純度トリメチルガリウムの量が比較的少ないので、大型設備（例えば、ＶｅｅｃｏのＭａｘＢｒｉｇｈｔ）に応用する場合、鋼円筒１本の使用周期が約２０日間くらいの期間しかないため、ＭＯ源の封入容器を頻繁に取替える必要がある。また、ＭＯ源の封入容器の取替えを行う間に、数時間の停機時間が必要となり、ＭＯＣＶＤ設備の量産能力が低下し、ＭＯ源を取替える時に、人員の誤操作による事故の発生可能性が増加してしまう。３．各封入容器毎に、僅かではあるが高価なＭＯ源が残留しており、完全利用することができない。そして、ＭＯ源の消費量が大きい大型設備に対し、この状況がとりわけ目立つことになる。従って、当該分野において、設備の大型化に相応するようにカスタマイズされる液体有機金属化合物の封入容器の実現が期待されている。

前述の問題点を概観し、本発明の発明者は、長年に亘って鋭意研究した結果、液体有機金属化合物の供給システムを熟考して設計することにより、現有技術の不足点を改善すると共に、産業上の実施利用の促進を図ることを目指している。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＭＯ源を使用する時の使用容器の容積が比較的小さいため、使用容器を頻繁に取替える必要がある問題を解決して、ＭＯＣＶＤ機器のエピタキシャル片の生産効率を高めることができる液体有機金属化合物（トリメチルガリウム）の供給システムを提供することにある。

従って、本発明の目的は、有機金属化学気相蒸着処理設備に応用する液体有機金属化合物の供給システムを提供することである。本発明は、第１瓶体と、第２瓶体と、三方弁と、を備える。高純度液体有機金属化合物を収容するための第１瓶体は、第１ガス導入管と、第１ガス排出管と、を有し、第１ガス排出管が有機金属化学気相蒸着処理設備に接続される。高純度液体有機金属化合物を収容するための第２瓶体は、第２ガス導入管と、第２ガス排出管と、三方弁と、を有する。三方弁は、第１接続端と、第２接続端と、第３接続端と、を有し、第１接続端が有機金属化学気相蒸着処理設備に接続され、第２接続端が第２ガス導入管に接続され、第３接続端が第１ガス導入管及び第２ガス排出管に接続され、且つ三方弁によって選択的に第１接続端を第２接続端と連通させるか、或は第１接続端を第３接続端と連通させる。

より好ましいのは、液体有機金属化合物の供給システムは、第１瓶体の液面を検知する液面計と、第１瓶体の液面が第１所定値より低いと判断した場合、三方弁の第１接続端を第２接続端と連通させるように制御する制御モジュールと、を更に備え、液面計は、第１瓶体に設けられ、制御モジュールは、液面計と三方弁との間に電気的に接続される。

より好ましいのは、液面計に電気的に接続され、第１瓶体の液面を表示させるための表示ユニットを更に備える。

より好ましいのは、液体有機金属化合物の供給システムは、第１瓶体の液面を検知する液面計と、第１瓶体の液面が第２所定値より高いと判断した場合、三方弁の第１接続端を第２接続端と連通させるように制御する制御モジュールと、を更に備え、液面計は、第１瓶体に設けられ、制御モジュールは、液面計と三方弁との間に電気的に接続される。

より好ましいのは、第１瓶体は、第１温度を有する恒温装置内に設けられる。

より好ましいのは、第２瓶体は、第２温度を有する所定位置上に設けられ、且つ第２温度が第１温度より高い。

より好ましいのは、第１瓶体の容積が第２瓶体の容積より小さい。

より好ましいのは、第１瓶体は、第１ガス導入弁と、第１ガス排出弁と、第１横方向弁と、を有し、第１ガス導入弁は、第１ガス導入管に設けられ、第１ガス排出弁は、第１ガス排出管に設けられ、第１横方向弁は、第１ガス導入管と第１ガス排出管との間に接続される。

より好ましいのは、第２瓶体は、第２ガス導入弁と、第２ガス排出弁と、第２横方向弁と、を有し、第２ガス導入弁は、第２ガス導入管に設けられ、第２ガス排出弁は、第２ガス排出管に設けられ、第２横方向弁は、第２ガス導入管と第２ガス排出管との間に接続される。

より好ましいのは、第１瓶体及び第２瓶体は三弁鋼円筒である。

より好ましいのは、第１瓶体及び第２瓶体に収容される高純度液体有機金属化合物は、純度が９９．９９９９％以上のトリメチルガリウムである。

又、本発明の別の目的は、有機金属化学気相蒸着処理設備に応用する液体有機金属化合物の供給システムを更に提供することである。本発明は、第１瓶体と、第２瓶体と、接続管と、液面検知モジュールと、を備える。高純度液体有機金属化合物を収容するための第１瓶体は、第１ガス導入管と、第１ガス排出管と、を有し、第１ガス排出管が有機金属化学気相蒸着処理設備に接続され、且つ第１ガス導入管が第１瓶体内部に位置する一端が第１瓶体内部の底部に近接する。高純度液体有機金属化合物を収容するための第２瓶体は、第２ガス導入管と、第２ガス排出管と、を有し、第２ガス排出管が第２瓶体内部に位置する一端が第２瓶体内部の底部に近接する。接続管は、第１ガス導入管と第２ガス排出管との間に接続される。液面検知モジュールは、第１瓶体の液面を検知するための液面計と、第１瓶体の液面を表示させるための表示ユニットと、を備え、液面計は、第１瓶体に設けられ、表示ユニットは、液面計に電気的に接続される。

より好ましいのは、第１瓶体及び前記第２瓶体は三弁鋼円筒である。

上記のように、本発明の液体有機金属化合物の供給システムは、三方弁によって恒温槽中に設けられる第１瓶体と室温中に設けられる第２瓶体との間に接続される。これにより、第２瓶体は、対応する所定容積の瓶体構造として設定配置することができ、ＭＯ源を製造する時の包装コストを効果的に低減することができ、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）用大型化処理設備のトリメチルガリウムの使用時間を延長することができる。これにより、生産ラインにトリメチルガリウムの封入容器の取替えにかかる時間を効果的に削減することが可能となり、トリメチルガリウムの使用効率を高めることができる。従って、資源の無駄使いを効果的に減少させることができる。そして、液面計の配置により三方弁が全自動的な方式で切替え接続を行うことによって、人力コストを効果的に節約することができる。更に、本発明に開示された液体有機金属化合物の供給システムは、簡便な取付けのみで済むので、使用端には、本来ずっと使用してきた通常規格の鋼円筒（即ち、第１瓶体）の上に容積が比較的大きい鋼円筒（即ち、第２瓶体）がシリアル接続されているだけで、本来の機器を改造する必要がない。

本発明の液体有機金属化合物の供給システムの一実施例を示すブロック図である。本発明の液体有機金属化合物の供給システムの一実施例を示す配置図である。本発明の液体有機金属化合物の供給システムの他の実施例を示す配置図である。

本発明をより完全に理解するために、本発明の発明特徴、内容と長所及び達成できる作用効果については、添付図面を参照して、実施例の表現形式で以下のように詳細に説明される。しかし、図示された図面は、単に例示又は明細書内容を補助することを目的としたものであって、本発明の実施後の原寸に比例したものや精確に配置したものには何ら限定されない。よって、図示された図面は、添付図面の比例と配置関係で解釈されてはならず、本発明を実際に実施する権利範囲に制限することを意図したものではないことについて先に説明しておきたい。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の液体有機金属化合物の供給システムの実施例について説明する。尚、説明理解の容易性を考慮し、下記実施例の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の液体有機金属化合物の供給システムの一実施例を示すブロック図である。図１を参照し、本発明において液体有機金属化合物の供給システムが開示され、本発明は、有機金属化学気相蒸着処理設備の大型化に伴って、有機金属化学気相蒸着処理用大型設備に応用できるようにカスタマイズされる。

図示のように、本発明の液体有機金属化合物の供給システム１は、第１瓶体１１と、第２瓶体１２と、三方弁１３と、を備える。第１瓶体１１及び第２瓶体１２は鋼円筒であり、それらはトリメチルガリウムのような高純度液体有機金属化合物を収容するための瓶体であり、トリメチルガリウムの純度が９９．９９９９％以上であることがより好ましい。その中、第１瓶体１１は、第１ガス導入管１１１と、第１ガス排出管１１２と、を有し、第１ガス排出管１１２が有機金属化学気相蒸着処理設備９に接続される。その中、第２瓶体１２は、第２ガス導入管１２１と、第２ガス排出管１２２と、三方弁１３と、を有する。尚、三方弁１３は、第１接続端１３１と、第２接続端１３２と、第３接続端１３３と、を有し、その中、第１接続端１３１が有機金属化学気相蒸着処理設備９に接続され、第２接続端１３２が第２瓶体１２の第２ガス導入管１２１に接続され、第３接続端１３３が第１瓶体１１の第１ガス導入管１１１及び第２瓶体１２の第２ガス排出管１２２に接続される。

言い換えれば、第１瓶体１１と、第２瓶体１２と、有機金属化学気相蒸着処理設備９とは、三方弁１３を用いて間接的に接続されている。又、三方弁１３は、特定条件下、選択的に三方弁１３の第１接続端１３１を第２接続端１３２と連通させるか、或は三方弁１３の第１接続端１３１を第３接続端１３３と連通させる。例えば第１接続端１３１を第２接続端１３２と連通させる場合であれば、有機金属化学気相蒸着処理設備９からのキャリヤガスを第２瓶体１２の第２ガス導入管１２１に供給して第２瓶体１２に進入する。そして、キャリヤガスを再び第２瓶体１２の第２ガス排出管１２２及び第１瓶体１１の第１ガス導入管１１１を経由して第１瓶体１１に進入する。最後に、第１瓶体１１の第１ガス排出管１１２から再び有機金属化学気相蒸着処理設備９に戻る。又、例えば第１接続端１３１を第３接続端１３３と連通させる場合であれば、有機金属化学気相蒸着処理設備９からのキャリヤガスを第１瓶体１１の第１ガス導入管１１１に供給して第１瓶体１１に進入すると共に、第１瓶体１１の第１ガス排出管１１２から再び有機金属化学気相蒸着処理設備９に戻る。その中、キャリヤガスとしては、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガスが挙げられる。本発明の液体有機金属化合物の供給システム１は、三方弁１３の設置により選択的に第１瓶体１１又は第１瓶体１１及び第２瓶体１２内の高純度液体有機金属化合物の蒸気がキャリヤガスに伴われて有機金属化学気相蒸着処理工程中に流入することによって、化合物半導体薄膜材料などが成長する。

更に、図２を併せて参照する。図２は、本発明の液体有機金属化合物の供給システムの一実施例を示す配置図である。

詳細に説明すると、第１瓶体１１は、有機金属化学気相蒸着処理設備９の恒温装置９１（例えば恒温槽）内に設けられ、例えば５℃のような温度で使用されても、現有の恒温装置９１の容積制限に対応するため、第１瓶体１１の容積は、４キログラム（ｋｇ）以下に設定されればよい。一方、第２瓶体１２は、室温環境中の所定位置上に設けられて使用され、また第２瓶体１２が恒温装置９１内に設けられていないので、恒温装置９１の容積制限に限定されることなく、第２瓶体１２の容積は、４ｋｇ以上に設定されてもよく、例えば１０ｋｇ又はこれより大きい容積であってもよい。換言すれば、本発明の液体有機金属化合物の供給システム１中の第１瓶体１１は、第１温度のような低温に維持可能な恒温装置９１内に設けられ、第２瓶体１２は、室温環境中（即ち、第１温度より高い第２温度の環境中）に設けられ、且つ第２瓶体１２の容積が第１瓶体１１の容積より大きい。

一方、第１瓶体１１は、第１ガス導入弁１１３と、第１ガス排出弁１１４と、第１横方向弁１１５と、を更に備える。その中、第１ガス導入弁１１３及び第１ガス排出弁１１４は、それぞれ第１ガス導入管１１１及び第１ガス排出管１１２の上に設けられることによって、第１ガス導入管１１１及び第１ガス排出管１１２の気体流動をそれぞれ制御することができるようになっている。又、第１横方向弁１１５は、第１ガス導入管１１１と第１ガス排出管１１２との間に接続される。同様に、第２瓶体１２は、第２ガス導入弁１２３と、第２ガス排出弁１２４と、第２横方向弁１２５と、を更に有する。その中、第２ガス導入弁１２３及び第２ガス排出弁１２４は、それぞれ第２ガス導入管１２１及び第２ガス排出管１２２の上に設けられることによって、第２ガス導入管１２１及び第２ガス排出管１２２の気体流動をそれぞれ制御することができるようになっている。又、第２横方向弁１２５は、第２ガス導入管１２１と第２ガス排出管１２２との間に接続される。即ち、第１瓶体１１及び第２瓶体１２のいずれも三弁鋼円筒であってもよい。

第１瓶体１１及び第２瓶体１２の接続又は取替えを行う場合には、まず第１瓶体１１の第１ガス導入弁１１３と第１ガス排出弁１１４、及び第２瓶体１２の第２ガス導入弁１２３と第２ガス排出弁１２４を閉弁する。そして、前述の各瓶体１１、１２及び三方弁１３の接続を行う。続いて第１瓶体１１の第１横方向弁１１５及び第２瓶体１２の第２横方向弁１２５を開弁し、キャリヤガスを利用して管中の空気を完全に置換することによって、無酸素無水分条件を確保することが可能となる。最後に、第１瓶体１１の第１ガス導入弁１１３と第１ガス排出弁１１４、及び第２瓶体１２の第２ガス導入弁１２３と第２ガス排出弁１２４を開弁すれば、正常使用することができる。言い換えれば、三弁が配置される第１瓶体１１及び第２瓶体１２の三弁は、主に第１瓶体１１及び第２瓶体１２のシリアル接続を行う場合に、管路中の空気をきれいに置換することができる。ＭＯ源が高純度電子材料であるため、水酸素などの不純物に対して非常に敏感なので、空気中の不純物がＭＯ源を汚染するのを防止するために、接続されていた管路中の空気を完全に置換する必要がある。もし三弁でなければ、第２瓶体１２の第２ガス排出管１２２と第１瓶体１１の第１ガス導入管１１１に接続する管路は、その中の空気を置換することができない。例えば前述のように簡単に言えば、空気置換をする時には、２つの鋼円筒の横方向弁１１５、１２５を開弁することに対して、他の弁体１１３、１１４、１２３、１２４を閉弁すれば、この時、第１瓶体１１及び第２瓶体１２に接続する管路が導通状態となり、気体は、第１瓶体１１及び第２瓶体１２に進入することなく、且つ真空置換をすることが可能となる。空気置換が完了した後に、２つの横方向弁１１５、１２５を閉弁することに対して、他の弁体１１３、１１４、１２３、１２４を開弁すれば、正常使用することができる。

尚、ＭＯ源を使用する時の温度が５℃であるため、第１瓶体１１が前記温度下で使用される一方、第２瓶体１２が却って室温環境下で使用される。又、両温度下の蒸気圧の差が比較的大きくなり、この結果、第１瓶体１１と第２瓶体１２を同時に使用する時には、第１瓶体１１の温度が比較的低いため、冷却凝縮作用が発生し、それに従ってＭＯ源を第１瓶体１１内で液体になるように次々と冷却凝縮することによって、その中から溢れ出すおそれがある。そのため、本発明の液体有機金属化合物の供給システム１は、液面計１４と、制御モジュール１５と、を更に備える。液面計１４は、第１瓶体１１の上に設けられ、且つ制御モジュール１５は、三方弁１３と液面計１４との間に電気的に接続され、三方弁１３の制御によって選択的に三方弁１３の第１接続端１３１を第２接続端１３２と連通させるか、或は三方弁１３の第１接続端１３１を第３接続端１３３と連通させる。

更に、液面計１４は、第１所定値（低液面値）及び第２所定値（高液面値）を有する。液面計１４により第１瓶体１１内の液面が第１所定値より低いと検知した場合、液面計１４から第１制御信号を制御モジュール１５にフィードバックすることによって、制御モジュール１５が第１制御信号に基づいて三方弁１３の第１接続端１３１を第２接続端１３２と連通させるように制御することで、キャリヤガスを第２瓶体１２に供給させて２つの瓶体１１、１２をシリアル接続して使用することが可能である。冷却凝縮作用の影響により、使用過程において第１瓶体１１内の液面が段々上昇する。この時、液面計１４により第１瓶体１１内の液面が第２所定値より高いと検知した場合、第２制御信号を制御モジュール１５に伝達することによって、制御モジュール１５が第２制御信号に基づいて三方弁１３の第１接続端１３１を第３接続端１３３と連通させるように変位する。第１接続端１３１を第３接続端１３３と連通させる状態で、第２瓶体１２に供給されるキャリヤガスが遮断され、反って直接に気体が第１瓶体１１に供給される。第１瓶体１１のみ利用するような使用過程において第１瓶体１１内の液体が冷却凝縮作用の影響がないため、液面が段々下降する。第１瓶体１１内の液面が第１所定値より低いとした場合、反ってキャリヤガスを第２瓶体１２に供給させるようにする。言い換えれば、三方弁１３を液面計１４による検知する第１瓶体１１内の液面の高低に応じて順次繰り返して切替える。尚、特筆すべきことは、液面計１４は、第１所定値より低い第３所定値を更に有することができる。即ち、仮に第２瓶体１２内のＭＯ源を使い尽くした場合、第１瓶体１１内の液面が持続的に下降してゆき、液面計１４により第１瓶体１１内の液面が第３所定値（最低液面）より低いと検知した場合、制御モジュール１５を介して表示ユニット１６又は制御モジュール１５自体から指示情報を発信するように制御して、関連人員が瓶体の取替え（例えば、第２瓶体１２の取替え）を行うように指示する。上記において、制御モジュール１５がプログラミング可能な制御器（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＰＬＣ）であることがより好ましい。又、第４所定値を更に有することができ、第４所定値は、補充供給を行う時に、液面が第２所定値に達した後に、システムの故障により補充供給が即時に停止せず、液面が第４所定値に達した時に、システムから持続的に警報を発報し、操作人員に手動で弁体を閉弁するように指示して補充供給の動作を停止する。

上記の本発明の液体有機金属化合物の供給システム１によれば、ＭＯ源の鋼円筒を恒温装置９１内に設ける必要があるという既存の考えを完全に変えることができるので、第２瓶体１２は、恒温装置９１の容積制限に限定されることなく、比較的大きい寸法に製作することができる。ついでに言うと、液体有機金属化合物の供給システム１は、更に液面計１４に電気的に接続されて第１瓶体１１の液面を表示させるための表示ユニット１６を備えることができ、使用者が簡便に観察することができるように供される。

又、表示ユニット１６により上記の操作に対して本実施例の実施態様について例示的説明を行う。その中、表示ユニット１６に表示されるＡ点は、第４所定値を意味し、Ｂ点は、第１所定値を意味し、Ｃ点は、第２所定値を意味し、Ｄ点は、第３所定値を意味する。図２に示すように、液面がＣ点（第１所定値）に達する時を表示ユニット１６に表示させる場合、液体有機金属化合物の供給システム１が自動的に補充供給を行う。又、液面がＢ点（第２所定値）に達する時を表示ユニット１６に表示させる場合、液体有機金属化合物の供給システム１が自動的に補充供給を停止する。

図３は、本発明の液体有機金属化合物の供給システムの他の実施例を示す配置図である。本実施例において同一の符号が付されている各部品は、それらの連結関係と配置のいずれも上記実施例と類似しているので、それらの類似箇所の説明を省略する。

図示のように、本実施例と上記実施例の主な相違点は、第２瓶体１２の第２ガス排出管１２２の部分にある。上記実施例において、第２瓶体１２の第２ガス導入管１２１及び第２ガス排出管１２２のうち、第２瓶体１２内部の収容空間の底部に近接するのは、第２ガス導入管１２１の一端である（例えば図２参照）。それに対して、本実施例において、第２瓶体１２に位置する第２ガス排出管１２２の一端が第２瓶体１２内部の収容空間の底部に近接する。

詳細に説明すると、本実施例の液体有機金属化合物の供給システム１は、第１瓶体１１と、第２瓶体１２と、接続管１７と、液面計１４及び表示ユニット１６を有する液面検知モジュールと、を備える。その中、接続管１７は、第１ガス導入管１１１と第２ガス排出管１２２との間に接続される１／４インチＶＣＲ接続管であってもよい。尚、接続管１７が第１ガス導入管１１１及び第２ガス排出管１２２の接続口に対応する状態で、接続管１７の両端が雌コネクタヘッドであればよい。ただし、これに限定されるものではない。又、表示ユニット１６は、液面計１４に電気的に接続され、第１瓶体１１の液面を表示させるために用いられ、例えば、液面計１４のＲＳ２３２のデータ用ケーブルを表示ユニット１６に接続する。本実施例において、同様に、表示ユニット１６は、４レベル割り目盛（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）方式で第１瓶体１１の液面を表示させる。ただし、これに限定されるものではない。

実際運用中の正常状態において、まず第２瓶体１２の第２横方向弁１２５を開弁することに対して、第２ガス導入弁１２３及び第２ガス排出弁１２４を閉弁し、且つ第１瓶体１１は、第１横方向弁１１５を閉弁することに対して、第１ガス導入弁１１３及び第１ガス排出弁１１４を開弁する。この時、キャリヤガスが直接に第２横方向弁１２５を経由して第２瓶体１２に進入することなく、第１瓶体１１に向かって流れる。即ち、第１瓶体１１のみで使用される。本実施例の実施態様において、制御モジュール１５が設けられていないため、液面がＣ点（第１所定値）に達する時を表示ユニット１６に表示させ、関連人員が停機後に補充供給を行うべく、且つ補充供給した後に、液面がＢ点（第２所定値）に達する時を表示ユニット１６に表示させて液体の補充供給を停止する。

特筆すべきことは、第１瓶体１１及び恒温装置９１は、実際上、１台のＭＯＣＶＤ機器に本来配置される恒温槽及び正常状態下に使用される鋼円筒（通常、４キログラム又は２.５キログラム）がある。現在、ＭＯＣＶＤ機器の大型化に伴って、ＭＯ源の使用量が大きくなり、常用の装填規格を持つＭＯ源の本来の鋼円筒の使用時間を短縮するにつれて、ＭＯ源の鋼円筒の取替え頻度を増加させることになる。使用済みの空き鋼円筒を取替えて満タンの鋼円筒に代える度に、一定の時間が必要となり、且つ前記一定の時間には生産工程を行うことができないため、生産効果が低下してエピタキシャル片の単位コストを間接的に高めてしまう。従って、取替え頻度を減らすために、従来の手段としては、使用しようとするＭＯ源の鋼円筒を直接に大型化させることが挙げられる。しかし、ＭＯＣＶＤ設備の使用中において、キャリヤガスが送り出すＭＯ源の量は、一定のままの状態に保持する必要があるので、従来のように、鋼円筒を大きくしようとすると、例えば本来の恒温槽の荷重容積を超えた場合には、鋼円筒の温度が保証してキャリヤガスを送り出すＭＯ源が一定のままの状態に保持するため、ＭＯＣＶＤ機器内の本来の恒温槽に代えて、大きさに相応する恒温槽を配置する必要がある。又、例えば鋼円筒の寸法に従って相応する恒温槽をカスタマイズすることがシステム工程であり、その費用が高価なので、コストを大幅に増加させてしまい、且つ恒温槽の占有面積の変化によって、ＭＯＣＶＤ機器内のＭＯ源の鋼円筒及び恒温槽の置き領域の配置を再配置する必要がある。そして、本発明は上記の配置により簡便な取付けのみで済むので、使用端には、本来ずっと使用してきた通常規格の鋼円筒に容積が比較的大きい鋼円筒（即ち、第２瓶体１２）がシリアル接続されており（第２瓶体１２の容積の大きさは、機械の内部空間の大きさに応じてカスタマイズすることができる）、且つ第２瓶体１２が室温下で使用できるため、恒温槽の使用が不要となる。室温使用の設計により関連業者内の伝統的な考え（鋼円筒を恒温槽内に使用する必要がある）を完全に変える。第２瓶体１２が送り出すＭＯ源の飽和蒸気が小さい鋼円筒を通過する時に恒温処理を行い、この時の飽和蒸気圧が小さい鋼円筒の使用温度時の飽和蒸気圧になる（トリメチルガリウムの通常使用温度が５°Ｃである）。

以上説明したように、本発明の液体有機金属化合物の供給システムは、構造全体が簡単で、製作、取付け又は搬送のいずれも便利に行えるという特徴を有する。尚、本発明の重要な特徴としては、本来のＭＯＣＶＤ機器の使用習慣を何ら変更しないことを前提にして、本発明の設計システムによれば、使用者のＭＯＣＶＤ設備及び作業環境に対して何ら追加的な改造を行う必要がなく、即ち長時間に亘りＭＯ源を取替える必要がないという目的が実現可能となり、使用済みとなったＭＯ源の鋼円筒を取替えるために生じる非生産的な時間を削減し、生産効率を高めることができ、生産コストを低減することができる。更に、液面計の配置により三方弁の切替えが全自動的になることによって、人工的な調整の必要が完全になくなり、且つ第２瓶体は、恒温装置の容積制限に限定されることなく、比較的大寸法に製作することができることから、鋼円筒の取替え回数を大幅に減らすことができ、設備の量産能力を高めることができると共に、取替え回数が減少して取替え過程における人為ミスの可能性を低減することができる。本発明の液体有機金属化合物の供給システムは、経済効果が顕著となり、実に良好な実際応用意義を有する。

１：液体有機金属化合物の供給システム
１１：第１瓶体
１１１：第１ガス導入管
１１２：第１ガス排出管
１１３：第１ガス導入弁
１１４：第１ガス排出弁
１１５：第１横方向弁
１２：第２瓶体
１２１：第２ガス導入管
１２２：第２ガス排出管
１２３：第２ガス導入弁
１２４：第２ガス排出弁
１２５：第２横方向弁
１３：三方弁
１３１：第１接続端
１３２：第２接続端
１３３：第３接続端
１４：液面計
１５：制御モジュール
１６：表示ユニット
１７：接続管
９：有機金属化学気相蒸着処理設備
９１：恒温装置

Claims

有機金属化学気相蒸着処理設備に応用する液体有機金属化合物の供給システムであって、
高純度液体有機金属化合物を収容するための第１瓶体と、高純度液体有機金属化合物を収容するための第２瓶体と、を備え、
前記第１瓶体は、第１ガス導入管と、第１ガス排出管と、を有し、前記第１ガス排出管が前記有機金属化学気相蒸着処理設備に接続され、
前記第２瓶体は、第２ガス導入管と、第２ガス排出管と、三方弁と、を有し、前記三方弁は、第１接続端と、第２接続端と、第３接続端と、を有し、前記第１接続端が前記有機金属化学気相蒸着処理設備に接続され、前記第２接続端が前記第２ガス導入管に接続され、前記第３接続端が前記第１ガス導入管及び前記第２ガス排出管に接続され、且つ前記三方弁によって選択的に前記第１接続端を前記第２接続端と連通させるか、或は前記第１接続端を前記第３接続端と連通させることを特徴とする、液体有機金属化合物の供給システム。
前記液体有機金属化合物の供給システムは、前記第１瓶体の液面を検知する液面計と、前記第１瓶体の液面が第１所定値より低いと判断した場合、前記三方弁の前記第１接続端を前記第２接続端と連通させるように制御する制御モジュールと、を更に備え、前記液面計は、前記第１瓶体に設けられ、前記制御モジュールは、前記液面計と前記三方弁との間に電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記液面計に電気的に接続され、前記第１瓶体の液面を表示させるための表示ユニットを更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記液体有機金属化合物の供給システムは、前記第１瓶体の液面を検知する液面計と、前記第１瓶体の液面が第２所定値より高いと判断した場合、前記三方弁の前記第１接続端を前記第３接続端と連通させるように制御する制御モジュールと、を更に備え、前記液面計は、前記第１瓶体に設けられ、前記制御モジュールは、前記液面計と前記三方弁との間に電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体は、第１温度を有する恒温装置内に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第２瓶体は、第２温度を有する所定位置上に設けられ、且つ前記第２温度が前記第１温度より高いことを特徴とする、請求項５に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体の容積が前記第２瓶体の容積より小さいことを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体は、第１ガス導入弁と、第１ガス排出弁と、第１横方向弁と、を有し、前記第１ガス導入弁は、前記第１ガス導入管に設けられ、前記第１ガス排出弁は、前記第１ガス排出管に設けられ、前記第１横方向弁は、前記第１ガス導入管と前記第１ガス排出管との間に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第２瓶体は、第２ガス導入弁と、第２ガス排出弁と、第２横方向弁と、を有し、前記第２ガス導入弁は、前記第２ガス導入管に設けられ、前記第２ガス排出弁は、前記第２ガス排出管に設けられ、前記第２横方向弁は、前記第２ガス導入管と前記第２ガス排出管との間に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体及び前記第２瓶体は三弁鋼円筒であることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体及び前記第２瓶体に収容される高純度液体有機金属化合物は、純度が９９．９９９９％以上のトリメチルガリウムであることを特徴とする、請求項１に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
有機金属化学気相蒸着処理設備に応用する液体有機金属化合物の供給システムであって、
高純度液体有機金属化合物を収容するための第１瓶体と、高純度液体有機金属化合物を収容するための第２瓶体と、接続管と、液面検知モジュールと、を備え、
前記第１瓶体は、第１ガス導入管と、第１ガス排出管と、を有し、前記第１ガス排出管が前記有機金属化学気相蒸着処理設備に接続され、且つ前記第１ガス導入管が前記第１瓶体内部に位置する一端が前記第１瓶体内部の底部に近接し、
前記第２瓶体は、第２ガス導入管と、第２ガス排出管と、を有し、前記第２ガス排出管が前記第２瓶体内部に位置する一端が前記第２瓶体内部の底部に近接し、
前記接続管は、前記第１ガス導入管と前記第２ガス排出管との間に接続され、
前記液面検知モジュールは、前記第１瓶体の液面を検知するための液面計と、前記第１瓶体の液面を表示させるための表示ユニットと、を備え、前記液面計は、前記第１瓶体に設けられ、前記表示ユニットは、前記液面計に電気的に接続されることを特徴とする、液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体は、第１温度を有する恒温装置内に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第２瓶体は、第２温度を有する所定位置上に設けられ、且つ前記第２温度が前記第１温度より高いことを特徴とする、請求項１３に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体の容積が前記第２瓶体の容積より小さいことを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体は、第１ガス導入弁と、第１ガス排出弁と、第１横方向弁と、を有し、前記第１ガス導入弁は、前記第１ガス導入管に設けられ、前記第１ガス排出弁は、前記第１ガス排出管に設けられ、前記第１横方向弁は、前記第１ガス導入管と前記第１ガス排出管との間に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第２瓶体は、第２ガス導入弁と、第２ガス排出弁と、第２横方向弁と、を有し、前記第２ガス導入弁は、前記第２ガス導入管に設けられ、前記第２ガス排出弁は、前記第２ガス排出管に設けられ、前記第２横方向弁は、前記第２ガス導入管と前記第２ガス排出管との間に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体及び前記第２瓶体は三弁鋼円筒であることを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。
前記第１瓶体及び前記第２瓶体に収容される高純度液体有機金属化合物は、純度が９９．９９９９％以上のトリメチルガリウムであることを特徴とする、請求項１２に記載の液体有機金属化合物の供給システム。