WO2023075080A1 - 유기금속 화합물 공급 장치 - Google Patents

유기금속 화합물 공급 장치 Download PDF

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WO2023075080A1
WO2023075080A1 PCT/KR2022/009958 KR2022009958W WO2023075080A1 WO 2023075080 A1 WO2023075080 A1 WO 2023075080A1 KR 2022009958 W KR2022009958 W KR 2022009958W WO 2023075080 A1 WO2023075080 A1 WO 2023075080A1
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organometallic compound
container
carrier gas
filter
gas containing
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PCT/KR2022/009958
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안영주
김은혜
박정열
박혜인
이경은
임명용
백성윤
나용환
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주식회사 레이크머티리얼즈
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases

Definitions

  • the present invention relates to an organometallic compound supply device, and more particularly, to filter organometallic compounds in the form of particles in the process of discharging a carrier gas containing organometallic compounds, and to effectively treat the filtered organometallic compound particles. It relates to an organometallic compound supply device.
  • Organometallic compounds are used as raw materials for the epitaxial growth of compound semiconductors. Organometallic compounds are often used in metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) with excellent mass productivity and controllability.
  • MOCVD metalorganic chemical vapor deposition
  • An organometallic compound supplying device for supplying such an organometallic compound has a filling container filled with the organometallic compound, and supplies a carrier gas to the filling container containing the organometallic compound to generate a carrier gas containing the sublimated organometallic compound. and supplied to the vapor phase growth device. That is, the organometallic compound is filled in a filling container and a carrier gas is passed thereto, so that the organometallic compound in contact with the carrier gas is introduced as a vapor into the carrier gas, and is taken out of the filling container along with the carrier gas and supplied to the vapor phase growth device.
  • the organometallic compound in the form of particles is discharged together in the carrier gas containing the organometallic compound.
  • Korean Patent Registration No. 10-1695356 discloses an organometallic compound supply device in which a filter for filtering organometallic compounds in the form of particles is installed in a connecting passage.
  • the disclosed organometallic compound supply device can filter the organometallic compound in the form of particles through a filter, the organometallic compound in the form of filtered particles accumulates on the filter, and the carrier gas containing the organometallic compound having a stable concentration and vapor pressure. There was a problem that could not be discharged.
  • an object of the present invention is to provide an organometallic compound supply device for filtering the organometallic compound in the form of particles in the process of discharging a carrier gas containing the organometallic compound and effectively treating the filtered organometallic compound particles.
  • An apparatus for supplying an organometallic compound according to the present invention includes a container containing a solid organometallic compound therein, a supply pipe located on one side of the container and supplying a carrier gas, and a supply pipe located on the other side of the container and passing through the container.
  • the container has a space for accommodating the solid organometallic compound therein and an opening is formed at the top of the container body, coupled to the upper portion of the container body to cover the opening, , Sealing the container body, characterized in that it comprises a cover plate on which the supply pipe and the discharge pipe are installed.
  • the container body has a tubular shape with both sides open and a space formed therein, and a body to which the cover plate is coupled to the upper portion and a bottom plate coupled to the lower portion of the body It is characterized by including.
  • the filter module is connected to the discharge pipe and is formed on the cover plate.
  • the filter module has a flange portion coupled to the cover plate, a tubular shape coupled to the center of the flange portion, and a passage connected to the discharge pipe at the center portion,
  • a filter body having an inlet at a lower portion through which a carrier gas containing an organometallic compound of the container body is introduced, and a carrier gas containing an organometallic compound generated while passing through the container body disposed to surround the inlet of the filter body. It is characterized in that it includes a filter unit filtering organometallic compounds in the form of heavy particles, and a heating unit provided inside the filter body and generating heat to sublimate the organometallic compound particles filtered by the filter unit.
  • the inlet is characterized in that a plurality of patterns are formed to introduce the carrier gas containing the organometallic compound of the container body into the passage of the filter body.
  • the organometallic compound supply device filters the organometallic compound in the form of particles in the process of discharging the carrier gas containing the organometallic compound, and sublimates the filtered organometallic compound particles through heat, thereby filtering the organometallic compound in the form of particles.
  • of organometallic compounds are prevented from accumulating on the filter, and a carrier gas containing the organometallic compound having a stable concentration and vapor pressure can be discharged.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an organometallic compound supply device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the line A-A′ of FIG. 1 .
  • FIG 3 is a perspective view showing a filter module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view in which the filter unit is removed from FIG. 3 .
  • FIG. 1 is a perspective view showing an organometallic compound supply device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the line AA′ of FIG. 1
  • an organometallic compound supply device 100 includes a container 10, a supply pipe 20, a discharge pipe 30, and a filter module 40.
  • the container 10 has a space for containing the solid organometallic compound therein, and contains the solid organometallic compound in the space.
  • the container 10 is described as containing a solid organometallic compound in the inner space, but is not limited thereto, and is divided into an outer container and an inner container, and the inner container is provided with a solid organometallic compound.
  • It may be configured in the form of filling a filler of a metal material having good thermal conductivity between the outer container and the inner container.
  • the inner container may be formed in a form connecting the supply pipe 20 and the discharge pipe 30, and may be formed in series or in parallel.
  • the organometallic compound includes an indium compound, a zinc compound, an aluminum compound, a gallium compound, a magnesium compound, a hafnium compound, a zirconium compound, a titanium compound, a barium compound, a lanthanum compound, a strontium compound, a tungsten compound, a ruthenium compound, a tantalum compound, and the like.
  • Indium compounds include indium trichloride, indium trifluoride, indium iodide compounds, trimethyl indium, dimethylchloro indium, cyclopentadienyl indium, trimethyl indium-trimethylarsine adducts, and trimethyl indium-trimethylphosphine adducts.
  • Zinc compounds include ethyl zinc iodide, ethylcyclopentadienyl zinc, and cyclopentadienyl zinc.
  • the aluminum compound is methyldichloroaluminum or the like.
  • Gallium compounds include gallium trichloride, methyldichlorogallium, dimethylchlorogallium, gallium triiodide, and dimethylbromogallium.
  • Magnesium compounds are biscyclopentadienyl magnesium and the like.
  • Hafnium compounds include hafnium chloride, tetrakis(dimethylamino)hafnium, and the like.
  • Zirconium compounds are zirconium chloride, tetrakis(dimethylamino)zirconium, and the like.
  • the barium compound is bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)barium and the like.
  • Lanthanum compounds include tris(bis(trimethylsilyl)amido)lanthanum, tris(isopropylcyclopentadienyl)lanthanum, tris(ethylcyclopentadienyl)lanthanum, and tris(cyclopentadienyl)lanthanum.
  • Strontium compounds are bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato)strontium and the like.
  • Tungsten compounds include tungsten hexachloride and tungsten pentachloride. These organometallic compounds are only exemplified for explanation, and organometallic compounds applicable to the present invention are not limited to these examples.
  • Stainless steel may be used as a material for the container 10 and may be formed in a tubular shape.
  • the container 10 includes a container body 11 and a cover plate 14 .
  • the container body 11 has an open portion formed therein, and a space for accommodating the solid organometallic compound is formed therein.
  • This container body 11 includes a body 12 and a bottom plate 13.
  • the cover plate 14 seals the top of the container body 11 from the external environment. At this time, the cover plate 14 is to connect the inside of the container body 11 and the outside of the container body 11 only through the supply pipe 20 and the discharge pipe 30 in a state in which the container body 11 is completely blocked from the outside.
  • cover plate 14 forms a space for arranging a filter module 40 to be described later.
  • the supply pipe 20 supplies a carrier gas into the container body 11 .
  • the supply pipe 20 is provided with a supply valve 21 for adjusting the supply amount of the carrier gas.
  • the supply pipe 20 may be formed on one side of the cover plate 14 and pass through the cover plate 14 to supply a carrier gas into the container body 11 .
  • the discharge pipe 30 is connected to the container body 11, and discharges the carrier gas containing the organometallic compound generated while passing through the container body 11. And the discharge pipe 30 is provided with a discharge valve 31 for controlling the discharge amount of the carrier gas containing the organometallic compound.
  • the discharge pipe 30 may be formed on the other side of the cover plate 14, and pass through the cover plate 14 to discharge the carrier gas containing the organometallic compound generated while passing through the container body 11. .
  • the filter module 40 is connected to the discharge pipe 30 and is formed on the cover plate 14 .
  • the carrier gas introduced from the supply pipe 20 passes through the organometallic compound stored in the container body 11, while the carrier gas containing the organometallic compound is discharged through the discharge pipe 30.
  • Organometallic compounds in particulate form are filtered out of a carrier gas containing organometallic compounds.
  • the organometallic compound in the form of filtered particles is accumulated on the inlet side of the filter module 40. Heat is applied to the organometallic compound in the form of particles to sublimate it and support the discharge through the discharge pipe 30.
  • the filter module 40 includes a flange portion 41, a filter body 42, a filter portion 43, and a heating portion 44.
  • the flange portion 41 is formed in a ring shape, the filter body 42 is coupled to the center, and the outer surface is coupled to the cover plate 14. That is, the flange portion 41 may serve as a contact point for coupling the filter body 42 to the cover plate 14 .
  • the filter body 42 is coupled to the center of the flange portion 41.
  • the filter body 42 is formed in a tubular shape, and has a passage 42b connected to the discharge pipe 30 at the center.
  • the filter body 42 is shown as being formed in a cylindrical shape, but is not limited thereto, and may have a passage 42b connected to the discharge pipe 30 at the center such as a rectangular parallelepiped, hexagonal column, octagonal column, etc. It can be formed into various shapes.
  • the filter body 42 has an inlet 42a at the bottom of which the carrier gas containing the organometallic compound of the container body 11 flows.
  • the inlet portion 42a may have a plurality of patterns forming a space therein to introduce the carrier gas containing the organometallic compound of the container body 11 into the passage 42b of the filter body 42.
  • the plurality of patterns may be formed in various forms capable of introducing a carrier gas containing an organometallic compound and delivering it to the passage 42b.
  • the inlet 42a introduces a carrier gas containing an organometallic compound and delivers the carrier gas to the discharge pipe 30, but at least a portion thereof may be formed to closely adhere to the wall surface of the filter body 42 where the heating unit 44 is disposed. there is.
  • an aluminum material having good thermal conductivity may be used for the inlet 42a.
  • the inlet part 42a made of a material with excellent thermal conductivity is disposed between the filter part 43 and the heating part 44, and contains an organometallic compound discharged from the filter part 43.
  • the carrier gas By configuring the carrier gas to move through the passage formed in the inlet 42a, heat generated from the heating unit 44 can be effectively transferred to the filter unit 43 through the inlet 42a, thereby filtering the filter.
  • a carrier gas containing the organometallic compound having a stable concentration and vapor pressure can be discharged.
  • the filter part 43 is disposed to surround the inlet part 42a of the filter body 42, and filters the organometallic compound in the form of particles among the carrier gas containing the organometallic compound generated while passing through the container body 11. can do.
  • the filter unit 43 may use a metal mesh filter having an air gap of 100 ⁇ m or less, or a porous filter.
  • the heating unit 44 is provided inside the filter body 42 and generates heat to sublimate the organometallic compound particles filtered by the filter unit 43 .
  • the heating unit 44 may be formed in a shape surrounding the passage 42b formed in the filter body 42 and inserted into a space formed inside the filter body 42 .
  • the heating unit 44 may be configured in various forms, such as a hot wire capable of generating heat.
  • the organometallic compound supply device 100 filters the organometallic compound in the form of particles in the process of discharging the carrier gas containing the organometallic compound, and filters the organometallic compound particles through heat. By sublimating, it is possible to prevent the organometallic compound in the form of filtered particles from accumulating on the filter, and discharge a carrier gas containing the organometallic compound having a stable concentration and vapor pressure.
  • container 11 container body

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Abstract

본 발명은 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출되는 과정에서 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 효과적으로 처리하기 위한 유기금속 화합물 공급 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치는 내부에 고체 유기금속 화합물을 담고 있는 용기, 용기의 일측에 위치하여 캐리어 가스를 공급하는 공급관, 용기의 타측에 위치하여 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출하는 배출관, 용기 내부에 위치하여, 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링 하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시키는 필터 모듈을 포함한다.

Description

유기금속 화합물 공급 장치
본 발명은 유기금속 화합물 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출되는 과정에서 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 효과적으로 처리하기 위한 유기금속 화합물 공급 장치에 관한 것이다.
유기금속 화합물은 화합물 반도체의 에피택셜 성장에 있어서 원료로 사용되고 있다. 유기금속 화합물은 양산성 및 제어성이 우수한 유기금속 기상 성장법(Metalorganic Chemical Vapor Deposition; MOCVD법)에 사용되는 경우가 많다.
이러한 유기금속 화합물을 공급하는 유기금속 화합물 공급 장치는 유기금속 화합물이 충전되는 충전 용기를 구비하고, 유기금속 화합물이 담긴 충전 용기로 캐리어 가스를 공급하여 승화된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 생성하여 기상 성장 장치로 공급한다. 즉 유기금속 화합물은 충전 용기에 충전하고, 그것에 캐리어 가스를 흘림으로써, 캐리어 가스와 접촉한 유기금속 화합물이 캐리어 가스 중에 증기로서 도입되고, 캐리어 가스에 동반하여 충전 용기 밖으로 꺼내어져 기상 성장 장치에 공급되는데, 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물이 함께 배출되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허 제10-1695356호에는 연결 통로에 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하기 위한 필터가 설치된 유기금속 화합물 공급 장치를 개시하고 있다.
개시된 유기금속 화합물 공급 장치는 필터를 통해 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링할 수는 있지만, 필터링 된 입자 형태의 유기금속 화합물이 필터에 쌓이면서, 안정적인 농도와 증기압을 갖는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출되는 과정에서 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 효과적으로 처리하기 위한 유기금속 화합물 공급 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치는 내부에 고체 유기금속 화합물을 담고 있는 용기, 상기 용기의 일측에 위치하여 캐리어 가스를 공급하는 공급관, 상기 용기의 타측에 위치하여 상기 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출하는 배출관, 상기 용기 내부에 위치하여, 상기 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링 하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시키는 필터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치에 있어서, 상기 용기는 내부에 상기 고체 유기금속 화합물을 수용하기 위한 공간을 가지며 상부에 개방부가 형성된 용기 본체, 상기 용기 본체의 상부에 결합되어 상기 개방부를 덮으며, 상기 용기 본체를 봉합하고, 상기 공급관과 상기 배출관이 설치되는 덮개판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치에 있어서, 상기 용기 본체는 양쪽이 개방되어 있고 내부에 공간이 형성된 관 형태를 가지며, 상부에 상기 덮개판이 결합되는 본체 및 상기 본체의 하부에 결합되는 바닥판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치에 있어서, 상기 필터 모듈은 상기 배출관과 연결되어 상기 덮개판 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치에 있어서, 상기 필터 모듈은 상기 덮개판에 결합되는 플랜지부, 상기 플랜지부의 중심에 결합되어 관 형태로 형성되며, 중심부에 상기 배출관과 연결되는 통로를 가지며, 하부에 상기 용기 본체의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스가 유입되는 유입부를 갖는 필터 본체, 상기 필터 본체의 상기 유입부를 감싸도록 배치되어 상기 용기 본체를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하는 필터부, 상기 필터 본체 내부에 구비되며, 열을 발생시켜 상기 필터부에 의해 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시키는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치에 있어서, 상기 유입부는 상기 용기 본체의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스를 상기 필터 본체의 통로로 유입시키는 복수의 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기금속 화합물 공급 장치는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출되는 과정에서 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하고, 열을 통해 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시킴으로써, 필터링 된 입자 형태의 유기금속 화합물이 필터에 쌓이는 것을 방지하여, 안정적인 농도와 증기압을 갖는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기금속 화합물 공급 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A`선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필터 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에서 필터부를 제거한 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기금속 화합물 공급 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A`선 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필터 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에서 필터부를 제거한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기금속 화합물 공급 장치(100)는 용기(10), 공급관(20), 배출관(30) 및 필터 모듈(40)을 포함한다.
용기(10)는 내부에 고체 유기금속 화합물을 담기 위한 공간이 형성되어, 공간에 고체 유기금속 화합물을 담고 있다.
여기서 본 발명의 실시예에서 용기(10)는 내부 공간에 고체 유기금속 화합물을 담고 있는 것으로 설명하지만, 이에 한정된 것은 아니고, 외부 용기와 내부 용기로 구분되어, 내부 용기에 고체 유기금속 화합물이 구비되고, 외부 용기와 내부 용기 사이에 열 전도성이 양호한 금속 소재의 충전제가 충전된 형태로 구성될 수도 있다. 이때 내부 용기는 공급관(20)과 배출관(30)을 연결하는 형태로 형성될 수 있으며, 직렬로 형성되거나 병렬로 형성될 수 있다.
한편 유기금속 화합물은 인듐 화합물, 아연 화합물, 알루미늄 화합물, 갈륨 화합물, 마그네슘 화합물, 하프늄 화합물, 지르코늄 화합물, 티타늄 화합물, 바륨 화합물, 란타늄 화합물, 스트론튬 화합물, 텅스텐 화합물, 루테늄 화합물, 탄탈륨 화합물 등이다. 인듐 화합물은 인듐트리클로라이드, 인듐트리플루라이드, 인듐요오다이드 화합물, 트리메틸인듐, 디메틸클로로인듐, 시클로펜타디에닐인듐, 트리메틸인듐·트리메틸아르신부가물, 트리메틸인듐·트리메틸포스핀 부가물 등이다. 아연 화합물은 에틸아연 요오다이드, 에틸시클로펜타디에닐아연, 시클로펜타디에닐아연 등이다. 알루미늄 화합물은 메틸디클로로알루미늄 등이다. 갈륨 화합물은 갈륨트리클로라이드, 메틸디클로로갈륨, 디메틸클로로갈륨, 갈륨트리요오다이드, 디메틸브로모갈륨 등이다. 마그네슘 화합물은 비스시클로펜타디에닐마그네슘 등이다. 하프늄 화합물은 하프늄 클로라이드, 테트라키스(디메틸아미노)하프늄 등이다. 지르코늄 화합물은 지르코늄 클로라이드, 테트라키스(디메틸아미노)지르코늄 등이다. 바륨 화합물은 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)바륨 등이다. 란타늄 화합물은 트리스(비스(트리메틸실릴)아미도)란타늄, 트리스(이소프로필시클로펜타디에닐)란타늄, 트리스(에틸시클로펜타디에닐)란타늄, 트리스(시클로펜타디에닐)란타늄 등이다. 스트론튬 화합물은 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)스트론튬 등이다. 텅스텐 화합물은 텅스텐헥사클로라이드, 텅스텐펜타클로라이드 등이다. 이러한 유기금속 화합물은 설명을 위해 예시한 것일 뿐, 본 발명에 적용 가능한 유기금속 화합물은 이러한 예들로 한정되지 않는다.
용기(10)의 소재로는 스테인리스 스틸(SUS)을 사용할 수 있으며, 관 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로 용기(10)는 용기 본체(11) 및 덮개판(14)을 포함한다.
용기 본체(11)는 상부에 개방부가 형성되어 있으며, 내부에 고체 유기금속 화합물을 수용하기 위한 공간이 형성된다.
이러한 용기 본체(11)는 본체(12) 및 바닥판(13)을 포함한다.
본체(12)는 양쪽이 개방되어 있고, 내부에 공간이 형성된 관 형태를 가지며, 상부에 덮개판(14)이 결합된다. 그리고 바닥판(13)은 본체(12)의 개방된 하부에 결합된다. 즉 본체(12)를 중심으로 상부에 덮개판(14)이 결합되고, 하부에 바닥판(13)이 결합되어 내부 공간을 봉합한다. 여기서 본체(12) 및 바닥판(13)을 일체로 형성될 수도 있다.
덮개판(14)은 용기 본체(11)의 상부를 외부 환경으로부터 봉합한다. 이때 덮개판(14)은 용기 본체(11)를 외부로부터 완전히 차단한 상태에서 공급관(20)과 배출관(30)을 통해서만 용기 본체(11)의 내부와 용기 본체(11)의 외부를 연결하도록 할 수 있다.
또한 덮개판(14)은 후술할 필터 모듈(40)을 배치하기 위한 공간을 형성한다.
공급관(20)은 용기 본체(11) 내부로 캐리어 가스를 공급한다. 그리고 공급관(20)은 캐리어 가스의 공급량을 조절하는 공급 밸브(21)가 설치된다. 이러한 공급관(20)은 덮개판(14)의 일측에 형성될 수 있으며, 덮개판(14)을 관통하여 용기 본체(11) 내부로 캐리어 가스를 공급할 수 있다.
그리고 배출관(30)은 용기 본체(11)에 연결되어, 용기 본체(11)를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출한다. 그리고 배출관(30)은 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스의 배출량을 조절하는 배출 밸브(31)가 설치된다. 이러한 배출관(30)은 덮개판(14)의 타측에 형성될 수 있으며, 덮개판(14)을 관통하여 용기 본체(11)를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출할 수 있다.
필터 모듈(40)은 배출관(30)과 연결되어 덮개판(14) 상에 형성된다.
또한 필터 모듈(40)은 공급관(20)으로부터 유입된 캐리어 가스가 용기 본체(11)에 저장된 유기금속 화합물을 통과하면서, 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출관(30)을 통해 배출되는 과정에서 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링 한다.
이때 필터 모듈(40)은 필터링 된 입자 형태의 유기금속 화합물이 필터 모듈(40)의 입구측에 쌓이게 되는데, 축적되는 입자 형태의 유기금속 화합물에 열을 가하여 승화시키면서 배출관(30)으로 배출되도록 지원할 수 있다.
이러한 필터 모듈(40)은 플랜지부(41), 필터 본체(42), 필터부(43) 및 히팅부(44)를 포함한다.
플랜지부(41)는 링 형태로 형성되어 중심부에 필터 본체(42)가 결합되며, 외측면이 덮개판(14)과 결합된다. 즉 플랜지부(41)는 필터 본체(42)를 덮개판(14)에 결합하기 위한 접점 역할을 할 수 있다.
필터 본체(42)는 플랜지부(41)의 중심에 결합된다. 여기서 필터 본체(42)는 관 형태로 형성되며, 중심부에 배출관(30)과 연결되는 통로(42b)를 가진다. 한편 본 발명의 실시예에서 필터 본체(42)는 원기둥 형상으로 형성된 것으로 도시하지만 이에 한정된 것은 아니고, 직육면체, 육각기둥, 팔각기둥 형태 등 중심부에 배출관(30)과 연결되는 통로(42b)를 가질 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한 필터 본체(42)는 하부에 용기 본체(11)의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스가 유입되는 유입부(42a)를 구비한다.
여기서 유입부(42a)는 용기 본체(11)의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스를 필터 본체(42)의 통로(42b)로 유입시키기 위해 내부에 공간을 형성하는 복수의 패턴이 형성될 수 있다. 여기서 복수의 패턴은 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 유입하고, 통로(42b)로 전달할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
여기서 유입부(42a)는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 유입하고, 배출관(30)으로 전달하되, 적어도 일부가 히팅부(44)가 배치되는 필터 본체(42) 벽면에 밀착되도록 형성될 수 있다. 이때 유입부(42a)는 열전도도가 양호한 알루미늄 소재가 사용될 수 있다.
한편 유입부(42a)를 구비하지 않고, 필터부(43)와 히팅부(44)를 일정 간격으로 이격된 상태로 배치할 경우, 히팅부(44)로부터 발생되는 열이 필터부(43)에 제대로 전달되지 않기 때문에, 필터부(43)에 의해 필터링 된 입자 형태의 유기금속 화합물의 승화가 활발히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 필터부(43)와 히팅부(44) 사이에 열 전도성이 뛰어난 재질로 형성되는 유입부(42a)를 배치하고, 필터부(43)로부터 배출되는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 유입부(42a)에 형성된 유로를 통해 이동하도록 구성함으로써, 히팅부(44)로부터 발생되는 열을 유입부(42a)를 통해 효과적으로 필터부(43)에 전달할 수 있고, 이로 인해 필터부(43)에 입자 형태의 유기금속 화합물이 쌓이는 것을 방지하여, 안정적인 농도와 증기압을 갖는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출할 수 있다.
필터부(43)는 필터 본체(42)의 유입부(42a)를 감싸도록 배치되어, 용기 본체(11)를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링 할 수 있다.
이때 필터부(43)는 공극이 100㎛ 이하인 금속 소재의 메쉬 필터를 사용하거나, 다공성 필터를 사용할 수 있다.
히팅부(44)는 필터 본체(42) 내부에 구비되며, 열을 발생시켜 필터부(43)에 의해 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시킬 수 있다. 여기서 히팅부(44)는 필터 본체(42)에 형성된 통로(42b)를 감싸는 형태로 형성되어 필터 본체(42) 내부에 형성된 공간에 삽입될 수 있다. 이러한 히팅부(44)는 열을 발생시킬 수 있는 열선 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유기금속 화합물 공급 장치(100)는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스가 배출되는 과정에서 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하고, 열을 통해 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시킴으로써, 필터링 된 입자 형태의 유기금속 화합물이 필터에 쌓이는 것을 방지하여, 안정적인 농도와 증기압을 갖는 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
[부호의 설명]
10 : 용기 11 : 용기 본체
12 : 본체 13 : 바닥판
14 : 덮개판 20 : 공급관
21 : 공급 밸브 30 : 배출관
31 : 배출 밸브 40 : 필터 모듈
41 : 플랜지부 42 : 필터 본체
42a : 유입부 42b : 통로
43 : 필터부 44 : 히팅부
100 : 유기금속 화합물 공급 장치

Claims (6)

  1. 내부에 고체 유기금속 화합물을 담고 있는 용기;
    상기 용기의 일측에 위치하여 캐리어 가스를 공급하는 공급관;
    상기 용기의 타측에 위치하여 상기 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스를 배출하는 배출관;
    상기 용기 내부에 위치하여, 상기 용기를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링 하고, 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시키는 필터 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기금속 화합물 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기는,
    내부에 상기 고체 유기금속 화합물을 수용하기 위한 공간을 가지며 상부에 개방부가 형성된 용기 본체;
    상기 용기 본체의 상부에 결합되어 상기 개방부를 덮으며, 상기 용기 본체를 봉합하고, 상기 공급관과 상기 배출관이 설치되는 덮개판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기금속 화합물 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용기 본체는,
    양쪽이 개방되어 있고 내부에 공간이 형성된 관 형태를 가지며, 상부에 상기 덮개판이 결합되는 본체; 및
    상기 본체의 하부에 결합되는 바닥판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 유기금속 화합물 공급 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 필터 모듈은,
    상기 배출관과 연결되어 상기 덮개판 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 유기금속 화합물 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터 모듈은,
    상기 덮개판에 결합되는 플랜지부;
    상기 플랜지부의 중심에 결합되어 관 형태로 형성되며, 중심부에 상기 배출관과 연결되는 통로를 가지며, 하부에 상기 용기 본체의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스가 유입되는 유입부를 갖는 필터 본체;
    상기 필터 본체의 상기 유입부를 감싸도록 배치되어 상기 용기 본체를 통과하면서 생성된 유기금속 화합물을 함유하는 캐리어 가스 중 입자 형태의 유기금속 화합물을 필터링하는 필터부;
    상기 필터 본체 내부에 구비되며, 열을 발생시켜 상기 필터부에 의해 필터링 된 유기금속 화합물 입자를 승화시키는 히팅부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기금속 화합물 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 용기 본체의 유기금속 화합물이 함유된 캐리어 가스를 상기 필터 본체의 통로로 유입시키는 복수의 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기금속 화합물 공급 장치.
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