JPH10121251A - 有機液媒質に分散された微粉粒子状強誘電 体のコロイド溶液の質量流量制御と気化 - Google Patents
有機液媒質に分散された微粉粒子状強誘電 体のコロイド溶液の質量流量制御と気化Info
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- JPH10121251A JPH10121251A JP8315396A JP31539696A JPH10121251A JP H10121251 A JPH10121251 A JP H10121251A JP 8315396 A JP8315396 A JP 8315396A JP 31539696 A JP31539696 A JP 31539696A JP H10121251 A JPH10121251 A JP H10121251A
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Abstract
たコロイド溶液を質量流量制御し、気化させ、従来より
より高度な成膜生成が出来るようにする。 【構成】制御されたコロイド溶液(1)の出口部(3)
に噴流部(5)があり、キャリアガスを高速に噴流さ
せ、コロイド溶液(1)を吸引しキャリアガスと混合さ
せる。混合物(エ)を後方の気化ユニット(8)に導く
細管部(7)があり高温に加熱された気化ユニット
(8)からの伝熱を少なくし噴流部(5)の温度を有機
液媒質の沸点より低い温度に保持する。続いて混合物
(エ)を気化する気化ユニット(8)がある。気化ユニ
ット(8)は円直管(9)、円直管(9)の壁面温度を
微粉粒子状強誘電体の昇華温度以上に制御するヒータ
(11)や熱電対(12)から成るヒータブロック(1
0)とヒータブロックからの放熱を少なくする保温材
(13)から構成されている。
Description
用いられようとしている強誘電体の気化装置に関するも
のである。
一つとしてCVD装置(化学的気相生長装置)が極めて
重視され多用され、成膜材料として常温常圧で気体や液
体の材料が使用されている。
あり約200℃以上で昇華する強誘電体が利用されよう
としている。これらを利用するには何らかの手段を用い
て気化し質量流量制御する必要があるが、強誘電体を昇
華温度以上に加熱して気化しても従来はこのような温度
(約200℃以上)で質量流量制御出来る技術が無かっ
た。
決するため微粉粒子状強誘電体を質量比で約数%有機液
媒質に分散させたコロイド溶液(1)を液体質量流量計
(101)と既出願の「気化装置の弁構造」のバルブ機
構とを組み合わせ、有機液媒質の沸点(約130℃〜7
0℃)より低い温度と約0.5Kgf/cm2G〜3K
gf/cm2Gなる圧力の条件下において質量流量制御
を行い、コロイド溶液出口部(3)の周囲に設けた噴流
部(5)の細隙(4)からキャリアガス(6)を噴流す
ることによりコロイド溶液を吸引し、キャリアガスと混
合しながら細管部(7)を経由して、微粉粒子状強誘電
体が昇華出来る温度に維持された気化ユニット(8)へ
導入し気化を行う。
る。図1は本発明による有機液媒質に分散された微粉粒
子状強誘電体のコロイド溶液の質量流量制御と気化ユニ
ットを利用した成膜機構の概要を示した図であり図2は
本発明の実施例の断面図である。コロイド溶液容器(1
03)内のコロイド溶液(1)は圧送ガス(一般にヘリ
ュウムガス)によって加圧され、液体質量流量計(10
1)に送られる。液体質量流量計(101)からの流量
制御信号が気化装置の弁構造(15)に送られ気化装置
の弁構造(15)内部でコロイド溶液の質量流量が任意
の値に制御される。不活性ガスよりなるキャリアガス
(6)はキャリアガス用質量流量制御器(102)を介
して図1のキャリアガス域(ウ)に送られる。
造(15)に送られたコロイド溶液(1)は気化装置の
弁構造(15)のコントロール弁部(2)にて制御され
コロイド溶液域(イ)に流れ出る。コロイド溶液域
(イ)の出口部(3)の周囲全周に細隙(4)を構成す
る噴流部(5)からキャリアガス(6)を高速度(約1
00m/秒以上)にて噴流することによりコロイド溶液
域(イ)のコロイド溶液(1)を吸引しながらキャリア
ガス(6)と混合させつつ後方へ送出する。又コロイド
溶液域(イ)の容積は制御開始時、閉止時の応答が迅速
に行えるよう極力小さくするが噴流部(5)からのキャ
リアガス(6)の噴流による吸引によりコロイド溶液域
(イ)内のコロイド溶液を迅速に排出することが出来
る。
管(実施例として外径1/4インチ、肉厚1mm、長さ
50mm、材質ステンレススチール)になっており、必
要に応じて細管外部に放熱器等を設け、これに続く高温
(微粉粒子状強誘電体の昇華温度約200℃〜300
℃)に制御された気化ユニット(8)からの伝熱量を少
なくし、噴流部(5)の温度を有機液媒質の沸点(約1
30℃から70℃)より低い温度に保持することにより
コロイド溶液の有機液媒質の蒸発を防止出来るため、噴
流部(5)のコロイド溶液出口部(3)を微粉粒子状強
誘電体にて詰まらせることなくコロイド溶液はキャリア
ガスと混合しつつ気化ユニット(8)へ送出される。
(エ)は細管部(7)を経由して気化ユニット(8)へ
流入し気化される。気化ユニット(8)は「発達した流
れの円直管内層流熱伝達」が実現される条件を満たすよ
うに構成されている。円直管(9)があけられたヒータ
ブロック(10)にヒータ(11)と熱電対(12)と
を設け、外部への放熱を少なくするためヒータブロック
(10)の外部に保温材(13)を設け、別に設けられ
た温度制御器とヒータ(11)、熱電対(12)とを組
み合わせて円直管(9)の壁面を構成するヒータブロッ
ク(10)の温度をほぼ一定に制御する。
(6)はヘリュームガスとし流量は約1000cm3/
分とする。コロイド溶液の流量は約2g/分とし比重が
1とすれば容積流量は約2cm3/分でありキャリアガ
ス(6)の流量1000cm3/分に比べ僅かな量のた
め
ス(6)の流量1000cm3/分の中に含めることと
する。円直管(9)の寸法は直径が0.5mm、長さが
28mmとしこの寸法の円直管(9)を並列に3本設け
るとする。以上の条件のもとにおいては、
液とキャリアガスの混合物(エ)は円直管(9)を通過
する間に円直管(9)の壁面の温度の95%以上まで昇
温される。円直管(9)の壁面の温度即ちヒーブロック
(10)の制御温度をT1℃とし、円直管(9)を通過
する間にコロイド溶液を混合したキャリアガスがT2℃
に昇温するとすればT2℃は最低でもT2℃=0.95
T1℃の関係を満足する温度になる。1例として微粉粒
子状強誘電体の昇華温度が250℃のものであるとすれ
ばT2℃=0.95T1℃が250℃以上になるよう
に、即ちT1℃が約264℃以上になるように温度制御
すれば微粉粒子状強誘電体を昇華させ気化させることが
できる。以上のようにキャリアガス(6)の種類、流
量、ヒータブロック(10)の制御温度、円直管(9)
の寸法、円直管の数量等の条件を適正に選定することに
より質量流量制御された微粉粒子状強誘電体を気化出来
る適切な気化ユニット(8)が実現出来る。
=1×10−3m3/60秒(1000cm3/分) 円直管(9)の寸法:直径Dm=0.5×10−3m
(0.5mm),円直管の断面積Sm2=πD2/4 長さLm=28×10−3m(28mm),円直管の
数:並列3本 円直管内の平均流速Vm/秒=Q/(3S)=約28.
3m/秒 ヘリュームガスの動粘性係数ν=1.34×10−4m
2/秒(100℃における値で代用) 円直管内の流れの状態が層流か否かの判定のためレイノ
ルズ数Reを求める。 Re=V×D/ν=約105.6 Reが2300より小さい値の場合は層流であるので、
本例では流れの状態は層流である。よって円直管内層流
熱伝達形式で熱伝達が出来る。円直管内の流れは流れ始
めの速度助走区間の熱伝達とそれ以後の発達した流れの
熱伝達で成るが、速度助走区間の長さL1はL1=0.
05×Re×Dより求められ、L1=0.00264m
(2.64mm)=約0.003m(3mm)である。
円直管長さが28mmであるので発達した流れの熱伝達
の長さL2=約25mmである。この発達した流れの熱
伝達部分のみでの熱伝達を適用する。円直管(9)の壁
面温度一定の条件のもとにおいては(4×L2)/(D
×Re×Pr)の値により壁面温度に対する流体温度の
比率が定まる。表1によると、この値が0.8以上にお
いては流体温度は壁面温度の約95%以上に加熱され
る。Prはプラントル数でヘリュームガスではPr=
0.72(100℃における値で代用)である。この値
を用いて計算すると(4×L2)/(D×Re×Pr)
=2.63となり0.8以上であり少なくとも流体温度
は壁面温度の95%以上に加熱される。
る微粉粒子状強誘電体の質量流量制御と気化を可能なら
しめ、種々の微粉粒子状強誘電体の利用が促進され、従
来よりもより高度な半導体の製造が可能になる。又半導
体製造用途のみならず他分野における微粉粒子状強誘電
体の利用に有効な手段になりうる。
状強誘電体のコロイド溶液の質量流量制御と気化ユニッ
トを備えた成膜機構の概念図。
Claims (3)
- 【請求項1】既出願の「気化装置の弁構造」(出願番号
特願平7−347266号)のバルブ機構と質量流量計
とを組み合わせ、有機液媒質の沸点(約130℃〜70
℃)より低い温度と約0.5Kgf/cm2G〜3Kg
f/cm2Gなる圧力の条件下において、有機液媒質に
分散された昇華温度が約200℃以上の微粉粒子状強誘
電体のコロイド溶液を質量流量制御し、前記バルブ機構
のコントロール弁部より流出せるコロイド溶液の出口部
に臨み、該出口部を囲周して設けられた噴流部の細隙か
ら、別に設けられた質量流量制御器により質量流量制御
されたキャリアガスを噴流させることにより、コロイド
溶液を前記出口部より迅速に吸引し、キャリアガスと混
合させつつ後方へ送出せしむることの出来ることを特徴
とする噴流機構。 - 【請求項2】噴流機構により混合されたコロイド溶液と
キャリアガスとの混合物を後方の気化ユニットまで案内
し、かつ気化ユニットからの伝熱量を少なくし噴流部の
温度を有機液媒質の沸点より低い温度に保持せしむるこ
との出来ることを特徴とする細管部。 - 【請求項3】細管部より流入するコロイド溶液とキャリ
アガスとの混合物を気化させるため、コロイド溶液中の
微粉粒子状強誘電体の昇華温度以上に加熱されその中を
通過する間に昇華温度以上に昇温せしむることが出来る
円直管内層流熱伝達が実現出来ることを特徴とする気化
ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8315396A JPH10121251A (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 有機液媒質に分散された微粉粒子状強誘電 体のコロイド溶液の質量流量制御と気化 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8315396A JPH10121251A (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 有機液媒質に分散された微粉粒子状強誘電 体のコロイド溶液の質量流量制御と気化 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10121251A true JPH10121251A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=18064896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8315396A Pending JPH10121251A (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 有機液媒質に分散された微粉粒子状強誘電 体のコロイド溶液の質量流量制御と気化 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10121251A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007003115A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器および熱交換器の製造方法 |
JP2008300871A (ja) * | 2008-08-18 | 2008-12-11 | Watanabe Shoko:Kk | 気化器、薄膜形成装置及びmocvd装置 |
US7744698B2 (en) | 1999-01-22 | 2010-06-29 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | Vaporizer for MOCVD and method of vaporizing raw material solutions for MOCVD |
JP2011233931A (ja) * | 2011-08-08 | 2011-11-17 | M Watanabe & Co Ltd | 気化器 |
JP2015039001A (ja) * | 2014-09-18 | 2015-02-26 | 株式会社渡辺商行 | 気化器 |
-
1996
- 1996-10-21 JP JP8315396A patent/JPH10121251A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7744698B2 (en) | 1999-01-22 | 2010-06-29 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | Vaporizer for MOCVD and method of vaporizing raw material solutions for MOCVD |
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JP4680696B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2011-05-11 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器および熱交換器の製造方法 |
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