專利名稱：固體有機金屬化合物的填充方法及填充容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向固體有機金屬化合物的填充容器中的填充方法，以及利用該填充方法填充的固體有機金屬化合物的填充容器。更詳細地說，涉及向能夠?qū)⒅圃旎衔锇雽?dǎo)體等的電子工業(yè)用材料時使用的、利用Metalorganic Chemical Vapor Deposition(金屬有機物化學(xué)氣相沉積，下面簡稱為“MOCVD”)方法等作為氣相外延生長用的材料的固體有機金屬化合物，長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地供應(yīng)給氣相外延生成用的裝置的填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物的填充方法，以及用這種填充方法填充固體有機金屬化合物的填充容器。
背景技術(shù)：
三甲基銦等有機金屬化合物，作為制造電子工業(yè)用材料時的原料被廣泛使用。
作為使用有機金屬化合物的電子工業(yè)用材料的制造方法，近年來，大量采用利用MOCVD法等氣相外延生長。例如，利用MOCVD法制造化合物半導(dǎo)體的薄膜，這時，利用三甲基鋁，三甲基鎵，三甲基銦等有機金屬化合物等作為原料。
在MOCVD法中使用這些有機金屬化合物時，在該有機金屬化合物使用的條件為固體的情況下，通常采用將有機金屬化合物填充到圖33所示的配備有載體氣體導(dǎo)入口(2a)以及載體氣體排出口(3a)的填充容器(下面稱之為填充容器A)內(nèi)，利用載體氣體導(dǎo)入口(2a)將氫氣等載體氣體導(dǎo)入到容器內(nèi)，由載體氣體排出口(3a)，將載體氣體中含有飽和的有機金屬化合物的氣體取出，供應(yīng)給MOCVD裝置的方法。
這時，在這種有機金屬化合物在上述供應(yīng)過程中使用的溫度下為固體的情況下，由于在填充容器A內(nèi)，形成在固體有機金屬化合物中，載體氣體與固體有機金屬化合物不能充分接觸地原封不動地通過的流路等原因，很難均勻地保持載體氣體與固體有機金屬化合物的接觸狀態(tài)，存在著很難利用載體氣體長時間以一定的濃度穩(wěn)定地從填充容器A向MOCVD裝置供應(yīng)固體有機金屬化合物的問題。此外，在利用前面所述的利用載體氣體的方法供應(yīng)固體有機金屬化合物的過程中，當(dāng)使填充到填充容器A內(nèi)的固體有機金屬化合物的量增加時，能夠穩(wěn)定地供應(yīng)給MOCVD裝置的固體有機金屬化合物的量的比例，相對于填充的固體有機金屬化合物的量減少，結(jié)果，固體有機金屬化合物向填充容器內(nèi)的殘留量增多，存在著不能有效地使用固體有機金屬化合物的問題。
為了解決這些問題，對于將固體有機金屬化合物向填充容器A內(nèi)填充時的方法，提出了各種方案。例如，在專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4及專利文獻5等中，提出了將固體有機金屬化合物與填充材料一起填充到填充容器內(nèi)的方法。此外，例如，在專利文獻6等中，提出了將固體有機金屬化合物被覆在惰性載體上，填充到填充容器A中的方法。
此外，在解決前述問題的方法中，對于填充固體有機金屬化合物的填充容器本身的結(jié)構(gòu)，提出了各種方案。例如，在專利文獻7等中，提出了如圖34所示的設(shè)置將載體氣體導(dǎo)入口處的氣體進行均勻化用的擴散器(20a)、制成使載體氣體相對于固體有機金屬化合物均勻流動的結(jié)構(gòu)的填充容器(下面稱之為填充容器B)的方案。
此外，例如，在專利文獻8等中，提出了具有圖35所示的有通氣性的固體有機金屬化合物配置室(21a)的填充容器(下面稱之為填充容器C)的方案。
進而，例如，在專利文獻9等中，提出了將圖36所示的多孔質(zhì)進氣室作為固體有機金屬化合物的填充部分的填充容器(下面稱之為填充容器D)的方案。
另一方面，例如在專利文獻10等中，關(guān)于固體有機金屬化合物的供應(yīng)的穩(wěn)定化，在使用釕化合物的情況下，提出了有關(guān)控制粒徑的方法的方案。
專利文獻1特公平5-39915號公報專利文獻2特公平6-20051號公報專利文獻3特開平7-58023號公報專利文獻4特開平8-250440號公報專利文獻5特開平8-299778號公報專利文獻6特許第2651530號公報專利文獻7特公平2-124796號公報專利文獻8特開平10-223540號公報
專利文獻9特開2002-83777號公報專利文獻10特開2003-160865號公報
發(fā)明內(nèi)容但是，在專利文獻1至9中的填充方法以及填充容器中，對于向填充容器內(nèi)填充的固體有機金屬化合物本身的粒徑?jīng)]有進行研究。
此外，在專利文獻10等中，關(guān)于釕化合物的粒徑控制對供應(yīng)穩(wěn)定性的影響，盡管通過幾次制膜的研究，對于供應(yīng)初始狀態(tài)的效果進行了描述，但是，對于釕化合物長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地供應(yīng)的效果并不明確。本發(fā)明人研究的結(jié)果，在利用載體氣體進行的固體有機金屬化合物供應(yīng)過程中，發(fā)現(xiàn)存在著不僅初能夠獲得初始穩(wěn)定性、而且能夠獲得長期穩(wěn)定性用的粒徑控制方法。
本發(fā)明目的，是為了解決前述問題，本發(fā)明所要解決的課題是，提供一種向能夠?qū)⒐腆w有機金屬化合物，長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地供應(yīng)給MOCVD裝置等電動氣相外延生成用的裝置的固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物的填充方法，以及用這種填充方法填充固體有機金屬化合物的填充容器。
為了解決前述問題，本發(fā)明者等人研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)，為了向填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物，通過載體氣體的流動長時間以恒定的濃度供應(yīng)固體有機金屬化合物，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)時，通過將固體有機金屬化合物的粒徑控制在某一特定的大小以下，不僅能夠確保初期的供應(yīng)穩(wěn)定性，而且可以長時間維持這種供應(yīng)穩(wěn)定性，借此，完成本發(fā)明。
即，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，其特征在于，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)時，固體有機金屬化合物的粒徑在8mm以下，進而，固體有機金屬化合物中必須包含有粒徑2.5～6mm的粒子。
進而，在本發(fā)明的填充方法中，其特征在于，可以使用與上述進行粒徑控制的固體有機金屬化合物一起共存的填充材料，即，在所述的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，其特征在于，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)時，固體有機金屬化合物的粒徑在8mm以下，進而，固體有機金屬化合物中必須包含有粒徑2.5～6mm的粒子。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，與固體有機金屬化合物一起填充填充材料，前述填充材料的大小為0.8～8mm。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，是一種具有以下結(jié)構(gòu)的固體有機金屬化合物用填充容器，其特征為，在具有載體氣體導(dǎo)入口與載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器中，將填充容器內(nèi)部劃分成多個縱向空間，從載體氣體導(dǎo)入口被導(dǎo)入的載體氣體在各縱向空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口被排出。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中，可以具備(a)～(c)的結(jié)構(gòu)。
(a)利用至少一個以上的間隔壁沿縱向方向?qū)⑻畛淙萜鲀?nèi)部間隔開，將填充容器的內(nèi)部至少劃分成兩個以上的空間的結(jié)構(gòu)，(b)在利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間，具有配備載體氣體導(dǎo)入口的空間，和配備載體氣體排出口的空間，(c)在填充容器的內(nèi)部的間隔壁中，具有配備使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口通過填充容器內(nèi)的各個空間向載體氣體排出口流動用的開口部的間隔壁。
在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中具備(a)～(c)的結(jié)構(gòu)的填充容器中，其特征在于，在前述開口部中，在將開口部配置在間隔壁的下部的情況下，從填充容器的內(nèi)部底面到容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置上設(shè)置開口部，在將開口部配置在間隔壁上部的情況下，在從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的2/3以上的位置上設(shè)置開口部。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在前述在前述固體有機金屬化合物用填充容器中具備具備(a)～(c)的結(jié)構(gòu)的填充容器中，其特征在于，它具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間內(nèi)用的填充口。
此外，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，其特征在于，固體有機金屬化合物用填充容器的結(jié)構(gòu)為，在具有載體氣體導(dǎo)入口和載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器中，將填充容器內(nèi)部劃分成多個縱向空間，利用載體氣體流動方向反轉(zhuǎn)機構(gòu)將從載體氣體導(dǎo)入口被導(dǎo)入的載體氣體作為下向流在各縱向空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口排出。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中，可以具備(d)～(h)的結(jié)構(gòu)。
即，固體有機金屬化合物用填充容器的特征為，(d)利用至少一個以上的間隔壁沿縱向方向?qū)⑻畛淙萜鲀?nèi)部間隔開，將填充容器的內(nèi)部至少劃分成兩個以上的空間的結(jié)構(gòu)，(e)在利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間，具有配備載體氣體導(dǎo)入口的空間，和配備載體氣體排出口的空間，(f)在填充容器的內(nèi)部的間隔壁中，具有這樣的間隔壁，它配備具有使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口通過填充容器內(nèi)的各個空間向載體氣體排出口流動用的下部開口部及上部開口部的連接流路，(g)所述連接流路的結(jié)構(gòu)為，被導(dǎo)入到填充容器內(nèi)部的載體氣體，從連接流路的下部開口部導(dǎo)入，向上部開口部排出，(h)在具有載體氣體排出口的空間的下部，配備有將載體氣體向載體氣體排出口排出的下部開口部的排出用流路。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中具備(d)～(h)的結(jié)構(gòu)的填充容器中，其特征在于，在前述連接流路中，在連接流路的下部開口部設(shè)置從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置上，將連接流路的上部開口部設(shè)置在填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的2/3以上的位置上，在前述排出用流路中，將排出用流路的下部開口部設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置上。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在固體有機金屬化合物用填充容器中，在具備(d)～(h)的結(jié)構(gòu)的填充容器中，其特征在于，它具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開所產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間中用的填充口。
進而，在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，在固體有機金屬化合物用填充容器中，在具備(d)～(h)的結(jié)構(gòu)的填充容器中，其特征在于，它具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開所產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間中用的填充口。
在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法中，作為固體有機金屬化合物，可以使用三甲基銦。
此外，本發(fā)明涉及利用上述本發(fā)明的填充方法填充固體有機金屬化合物用填充容器。
根據(jù)本發(fā)明，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器中時，通過使固體有機金屬化合物的粒徑必須包含某一特定大小的粒子，不僅可以確保初期的穩(wěn)定性，而且可以長時間穩(wěn)定地將固體有機金屬化合物供應(yīng)給MOCVD裝置等氣相外延生長用裝置。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖2是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖3是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖4是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖5是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖8是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖9是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖13是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖14是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖15是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖16是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖。
圖17是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的透視圖。
圖18是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的透視圖。
圖19是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的透視圖。
圖20是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的透視圖。
圖21是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖22是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖23是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖24是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖25是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖26是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖27是表示本發(fā)明的填充容器的一種實施形式的模式圖，(A)是透視圖，(B)是剖面圖。
圖28是表示實施例1使用的填充容器的模式圖，(A)是剖面圖，(B)是平面圖，(C)是透視圖。
圖29是表示實施例1中三甲基銦的供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果(所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例和每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量的關(guān)系)的圖示。
圖30是表示比較例1中三甲基銦的供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果(所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例和每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量的關(guān)系)的圖示。
圖31是表示實施例2中三甲基銦的供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果(所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例和每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量的關(guān)系)的圖示。
圖32是表示比較例2中三甲基銦的供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果(所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例和每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量的關(guān)系)的圖示。
圖33是表示現(xiàn)有技術(shù)的填充容器A的模式圖。
圖34是表示現(xiàn)有技術(shù)的填充容器B的模式圖。
圖35是表示現(xiàn)有技術(shù)的填充容器C的模式圖。
圖36是表示現(xiàn)有技術(shù)的填充容器D的模式圖。
具體實施方式下面，對本發(fā)明的填充方法以及利用這種填充方法填充有固體有機金屬化合物的填充容器進行更詳細地說明。
在本發(fā)明的填充方法中，其特征在于，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)時，固體有機金屬化合物的粒徑在8mm以下，進而，在固體有機金屬化合物中必須含有2.5～6mm的粒子。
在本發(fā)明中，作為固體有機金屬化合物的粒子的大小，例如，在以固體填充到填充容器內(nèi)時，可以制成通過配備在填充容器上的填充口的開口部的尺寸的大小，通常可以采用在8mm以下，優(yōu)選地在6mm以下，更優(yōu)選地在5mm以下的粒子，進而，在固體有機金屬化合物必須包含2.5～6mm的粒子。
當(dāng)固體有機金屬化合物超過8mm時，由于在載體氣體流量大時，載體氣體與固體有機金屬化合物接觸時的接觸面積減小，不能獲得為了達到飽和所需的足夠的時間。因此，不能得到長時間的供應(yīng)穩(wěn)定性。
此外，固體有機金屬化合物中的2.5～6mm的粒子的存在比例，例如為30～100％，優(yōu)選地為40～100％，更優(yōu)選地為50～100％。
其原因是，當(dāng)固體有機金屬化合物中的2.5～6mm的粒子的存在比例少時，例如，在含有大于6mm的粒子多時，如前面所述，隨著氣體流量的增大，載體氣體與固體有機金屬化合物粒子不能充分接觸，不能獲得長時間的供應(yīng)穩(wěn)定性，此外，例如，在包含比2.5mm小的粒子多時，盡管由于載體氣體與粒子的接觸面積變大，獲得良好的初期供應(yīng)穩(wěn)定性，但在長時間使用時，隨著固體有機金屬化合物作為在載體氣體中飽和蒸氣被供應(yīng)而消耗，粒子變細，載體氣體難以通過細的粒子之間，會產(chǎn)生載體氣體通過更大的粒子之間的現(xiàn)象，即，產(chǎn)生形成固體有機金屬化合物與載體氣體不能充分接觸便原封不動地通過的流路的現(xiàn)象，造成在長時間使用時，不能獲得供應(yīng)的穩(wěn)定性的結(jié)果。
作為形成這種固體有機金屬化合物的粒子的方法，沒有特定的限制，可以原封不動地使用迄今為止已知的形成方法。作為這種形成方法的例子，例如，可以采用將固體有機金屬化合物塊粉碎的方法，以及，例如，將固體有機金屬化合物液化，再將其固化的方法等。
此外，固體有機金屬化合物的粒徑的控制方法，也沒有特別的限制，可以原封不動地采用迄今為止已知的使粒徑一致的方法。作為這種粒徑控制的方法，可以列舉出，例如，在將固體有機金屬化合物塊粉碎的方法中，在把固體有機金屬化合物粉碎之后，用篩回收通過一定大小的篩目顆粒的方法等，此外，例如，在將固體有機金屬化合物液化、再將其固化的方法中，可以采用控制液滴重量的方法，或者使用模板，用模板的大小控制液體的形狀的方法等。
在前述方法中，作為為了獲得固體有機金屬化合物的粒徑在8mm以下，進而，在固體有機金屬化合物中必須含有粒徑2.5～6mm的粒子的材料的方法，沒有特定的限制，具體地說，例如，可以采用將適度粉碎的固體有機金屬化合物進行篩選，分成通過具有8mm大小的篩孔的顆粒和不能通過的顆粒，將篩選出來的8mm以下的固體有機金屬化合物的粒子，進一步適度粉碎，分離出通過具有6mm的大小的篩孔的篩、不能通過2.5mm大小的篩孔的粒子，獲得粒徑為2.5～6mm的顆粒的固體有機金屬化合物，然后，將這種粒徑為2.5～6mm的顆粒作為固體有機金屬化合物必須的成分，與通過具有8mm的大小的篩孔的篩獲得8mm以下的固體有機金屬化合物的顆粒進行混合的方法，以及，可以采用簡單地為了使之包含粒徑為2.5～6mm的顆粒，將適度粉碎的固體有機金屬化合物中通過具有2.5～6mm的大小的篩孔的篩的顆粒全部回收的方法。
這樣，在將固體有機金屬化合物填充到填充容器內(nèi)，流過載體氣體的方法中，作為通過固體有機金屬化合物的粒徑在8mm以下，進而，在固體有機金屬化合物中必須包含粒徑為2.5～6mm的顆粒，能夠獲得可以長時間以恒定的濃度供應(yīng)固體有機金屬化合物的效果的理由，可以認為是由于必須包含粒徑為2.5-6mm的顆粒，在由這種大小的顆粒形成的空間中，載體氣體容易通過的緣故，在不包含固體有機金屬化合物的粒徑為2.5～6mm的顆粒的情況下，在由這些粒子形成的空間中，盡管在固體有機金屬化合物的供應(yīng)初期，在固體有機金屬化合物中載體氣體能夠與固體有機金屬化合物充分接觸，但在長時間的使用過程中，則容易形成載體氣體不能與固體有機金屬化合物充分接觸的原封不動地通過的流路。
從而，在使用載體氣體的固體有機金屬化合物的供應(yīng)過程中，當(dāng)不含有固體有機金屬化合物的粒徑為2.5～6mm的顆粒時，盡管在初期的供應(yīng)穩(wěn)定性沒有問題，但在長時間穩(wěn)定性方面在會產(chǎn)生不適當(dāng)之處。如本發(fā)明所述，通過使用在固體有機金屬化合物中必須含有固體有機金屬化合物的粒徑為2.5～6mm的顆粒的材料，不難形成流路，不僅短期的供應(yīng)量穩(wěn)定，而且載體氣體可以長時間穩(wěn)定地在固體有機金屬化合物的填充層中流動，可以提高固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的填充方法中，能夠使用的固體有機金屬化合物用填充容器，其結(jié)構(gòu)沒有特定的限制，例如，可以原封不動地使用迄今為止公知的容器。
進而，在本發(fā)明的填充方法中，除前述結(jié)構(gòu)的固體有機金屬化合物用填充容器之外，還可以使用具有如下特征的固體有機金屬化合物用填充容器，即，在具有載體氣體導(dǎo)入口和載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器中，具有將填充容器內(nèi)部劃分成多個縱向空間，從載體氣體導(dǎo)入口被導(dǎo)入的載體氣體，在各縱向空間流動，從載體氣體排出被排出的結(jié)構(gòu)。
圖1～圖4表示這種固體有機金屬化合物用填充容器的一個例子。如圖1～圖4所示，本發(fā)明的填充方法中使用的固體有機金屬化合物用填充容器，其結(jié)構(gòu)為，至少用一個以上的間隔壁(1)將填充容器的內(nèi)部沿縱向方向間隔開，從而劃分成兩個以上的空間。至于利用間隔壁(1)將空間間隔開的方式，例如，具有如圖1～圖4所示的劃分空間的結(jié)構(gòu)。
填充容器的外形，例如，除圖1～圖4所示的圓柱形容器之外，還可以制成三角柱、四角柱、五角柱、六角柱等角柱狀的容器等。
進而，本發(fā)明的填充方法中使用的固體有機金屬化合物用填充容器，其結(jié)構(gòu)為，它具有通過由間隔壁(1)間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的一個空間的載體氣體導(dǎo)入口(2)，并具有通過剩下的空間之一的載體氣體排出口(3)，例如，可以列舉出圖1～圖4所示的結(jié)構(gòu)。利用載體氣體導(dǎo)入口(2)將載體氣體導(dǎo)入到已填充固體有機金屬化合物的填充容器內(nèi)，使之在填充容器內(nèi)部流動，由載體氣體排出口(3)提取出在載體氣體中具有飽和的固體有機金屬化合物的氣體，供應(yīng)給MOCVD裝置。所述載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)在填充容器上的設(shè)置位置，根據(jù)利用間隔壁(1)進行的間隔成空間的方式以及填充容器的使用狀態(tài)，例如，有的采用將載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體排出口(3)設(shè)于填充容器的上部的結(jié)構(gòu)，或者，例如采用將這些口設(shè)于填充容器的側(cè)面的結(jié)構(gòu)。
關(guān)于本發(fā)明中使用的填充容器的內(nèi)部的間隔壁(1)，其特征在于，如圖1～圖4所示，所述間隔壁(1)配備有使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)通過填充容器內(nèi)的各空間向載體氣體排出口(3)流動用的開口部(30)。
作為配備這種開口部(30)的間隔壁(1)的例子，例如，可以列舉出圖5～6的結(jié)構(gòu)。
這些開口部(30)的位置，只要是載體氣體能夠從載體氣體導(dǎo)入口(2)通過已填充固體有機金屬化合物的空間向載體氣體排出口(3)充分流動，這時所填充的固體有機金屬化合物與載體氣體充分接觸，對有機金屬化合物的供應(yīng)沒有妨礙的位置，沒有特定的限制，特別是，為了使所填充的固體有機金屬化合物與載體氣體有效地飽和接觸，對于載體氣體流動用的開口部(30)，在將開口部(30)配置在間隔壁(1)的下部的情況下，將開口部(30)設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起至容器內(nèi)部高度在1/3以下，優(yōu)選地，1/5以下，更優(yōu)選地1/10以下的位置上，在將開口部(30)配置在間隔壁(1)的上部的情況下，將開口部(30)設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起至容器內(nèi)部高度在2/3以上，優(yōu)選地，4/5以上，更優(yōu)選地9/10以上的位置上。
采用本發(fā)明的充填方法的充填容器，根據(jù)上述構(gòu)造，載體氣體在間隔開的各空間中流動，并從載體氣體排出口(3)排出。
關(guān)于本發(fā)明中使用的填充容器，作為配備有前述開口部(30)的間隔壁(1)的例子，作為間隔壁(1)為一個時的例子，例如可以采用圖1所示的結(jié)構(gòu)，作為間隔壁(1)為兩個時的例子，例如可以采用圖2所示的結(jié)構(gòu)，進而，作為間隔壁(1)為三個以上時的例子，例如可以采用圖3或圖4所示的結(jié)構(gòu)。
進而，根據(jù)配備在間隔壁(1)上的開口部(30)的位置，為了使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)通過開口部(30)在整個空間內(nèi)流動，并流向載體氣體排出口(3)，可以制成在載體氣體導(dǎo)入口(2)和載體氣體排出口(3)的每一個上設(shè)置流路(31)的結(jié)構(gòu)。作為具有在所述載體導(dǎo)入口(2)及載體排出口(3)的每一個上設(shè)置流路(31)的結(jié)構(gòu)的填充容器的例子，例如，如圖7、8所示的結(jié)構(gòu)。
上述流路(31)，例如，可以采用圖9所示的管狀結(jié)構(gòu)，以及，如圖10或圖11所示的在用間隔壁(1)間隔開的結(jié)構(gòu)的下部具有流路下部開口部(32)的結(jié)構(gòu)等。前述流路(5)，也可以將所述管狀結(jié)構(gòu)和用間隔壁(1)間隔開的結(jié)構(gòu)的下部具有流路下部開口部(32)的結(jié)構(gòu)組合起來的結(jié)構(gòu)。
該流路(31)的流路下部開口部(32)的位置，最好是設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起至容器內(nèi)部高度的1/3以下、優(yōu)選地1/5以下，更優(yōu)選地1/10以下的位置上。
下面根據(jù)圖1，說明在本發(fā)明的填充方法中使用的填充容器中載體氣體的流動形式。首先，載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)被導(dǎo)入，在具有載體氣體導(dǎo)入口(2)的空間內(nèi)流動。載體氣體通過開口部(4)在各空間流動，從載體氣體排出口(3)排出，供應(yīng)給MOCVD裝置。這里，根據(jù)圖1說明了載體氣體的流動形式，但如圖2～圖4所示，在填充容器被劃分成三個以上的空間時，載體氣體通過設(shè)置在各間隔壁(1)上的開口部(30)流動。
關(guān)于這種流動形式，在如圖7所示的分別在載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)上設(shè)置流路(31)的結(jié)構(gòu)中，載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)被導(dǎo)入，流過流路(31)后，在具有載體氣體導(dǎo)入口(2)的空間內(nèi)流動。載體氣體通過開口部(30)在各空間內(nèi)流動，流過設(shè)于載體氣體排出口(3)上的流路(31)，從載體氣體排出口(3)被排出，供應(yīng)給MOCVD裝置。
進而，在本發(fā)明的填充方法用的固體有機金屬化合物用填充容器中，還可以設(shè)置將固體有機金屬化合物填充到在利用間隔壁(1)間隔開所產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間內(nèi)用的填充口(9)。通過設(shè)置該填充口(9)，能夠以固體的形式投入固體有機金屬化合物。在本發(fā)明中，填充容器的填充口，例如，如圖1～4所示，可以設(shè)置在填充容器的上部。此外，通過制成能夠?qū)⑤d體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充容器分開的結(jié)構(gòu)，可以制成這些載體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充口(9)兼用的結(jié)構(gòu)。被分離的載體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充容器，經(jīng)由連接部件(26)再次連接起來使用。作為這種結(jié)構(gòu)的例子，例如，如圖12所示，在載體氣體導(dǎo)入口(2)與填充容器之間，作為填充口，設(shè)置能夠分開的連接部件(26)，經(jīng)由該連接部再次結(jié)合起來使用。
此外，在本發(fā)明的填充方法用的填充容器中，例如，如圖1～4所示，在載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)上，可以配置能夠開閉的閥(22)，在載體氣體流動時，打開閥(22)，此外，在不供應(yīng)有機金屬化合物的情況下，通常令閥處于關(guān)閉狀態(tài)，防止從外部對固體有機金屬化合物造成污染，并且防止其向填充容器外部升華、蒸發(fā)。
這樣，本發(fā)明的填充方法用的填充容器，其結(jié)構(gòu)為，填充容器內(nèi)部被間隔壁(1)劃分成多個空間，由載體氣體導(dǎo)入口(2)導(dǎo)入的載體氣體，在全部空間內(nèi)，通過填充到各容器空間內(nèi)的固體有機金屬化合物的內(nèi)部，由這些空間的上部向空間的下部流過，流向載體氣體排出口(3)。這樣，通過用間隔壁(1)將容器內(nèi)部間隔開、劃分成多個空間，各空間的截面面積縮小，載體氣體與固體有機金屬化合物的接觸能夠充分進行，所以，不像現(xiàn)有技術(shù)中那樣形成流路，可以確保載體氣體與固體有機金屬化合物均勻的接觸狀態(tài)，能夠利用載體氣體長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地從填充容器向MOCVD供應(yīng)固體有機金屬化合物，通過向本容器中填充粒徑經(jīng)過控制的固體有機金屬化合物，可以更有效地發(fā)揮出這種粒徑控制的效果。
進而，在本發(fā)明的填充方法中，除前述結(jié)構(gòu)的固體有機金屬化合物用填充容器之外，也可以采用具有以下特征的固體有機金屬化合物用填充容器，即，在具有載體氣體導(dǎo)入口和載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器中，將填充容器內(nèi)部劃分成多個縱向空間，利用載體氣體流動方向反轉(zhuǎn)機構(gòu)，將從載體氣體導(dǎo)入口導(dǎo)入的載體氣體作為下向流在各縱向空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口排出。
能夠在本發(fā)明中使用的前述填充容器，只要是內(nèi)部空間被劃分成多個縱向空間，載體氣體作為下向流在各縱向空間內(nèi)流動的話，其結(jié)構(gòu)沒有特定的限制。
本發(fā)明的載體氣體流動方向反轉(zhuǎn)機構(gòu)，是一種作為下向流在劃分的縱向空間內(nèi)流動的載體氣體的流動方向反轉(zhuǎn)，作為下向流供應(yīng)給鄰接的縱向空間的上方的機構(gòu)。作為載體氣體流動反轉(zhuǎn)機構(gòu)的具體的例子，可以列舉出如圖13至圖20所示的在間隔壁上設(shè)置連接流路的機構(gòu)，以及如圖21給圖22所示，用連接流路構(gòu)成間隔壁的機構(gòu)，以及如圖23及圖24所示，用間隔壁構(gòu)成連接流路等機構(gòu)，但并不局限于這些結(jié)構(gòu)。
圖13～圖16表示本發(fā)明中使用的固體有機金屬化合物用填充容器的一個例子。如圖13～圖16所示，本發(fā)明的填充方法中使用的固體有機金屬化合物用填充容器，具有用至少一個以上的間隔壁(1)將填充容器的內(nèi)部沿縱向方向間隔開，劃分成至少兩個以上的空間的結(jié)構(gòu)。利用間隔壁(1)將空間間隔開的方式，例如，有如圖1～4所示的劃分空間的結(jié)構(gòu)。
填充容器的外形，例如，除如圖13～16所示的圓柱形容器之外，還可以制成三角柱、四角柱、五角柱、六角柱等角柱狀的容器。
進而，本發(fā)明的填充方法中使用的固體有機金屬化合物用填充容器，是一種具有通過用間隔壁(1)間隔開形成的填充容器的一個空間的載體氣體導(dǎo)入口(2)，并具有通過剩余的空間之一的載體氣體排出口(3)的結(jié)構(gòu)，例如，可以列舉出圖13～圖14的結(jié)構(gòu)。利用載體氣體導(dǎo)入口(2)將載體氣體導(dǎo)入到已填充有固體有機金屬化合物的填充容器內(nèi)，使之在填充容器內(nèi)流動，利用載體氣體排出口(3)作為將有機金屬化合物在載體氣體中飽和的氣體提取出來，供應(yīng)給MOCVD裝置。這種載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)在填充容器上的設(shè)置位置，根據(jù)由間隔壁(1)進行的空間的間隔方式及填充容器的使用形式等，例如，具有在填充容器上部設(shè)置載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)的結(jié)構(gòu)，此外，例如，具有將它們設(shè)置在填充容器的側(cè)面上的結(jié)構(gòu)。
關(guān)于本發(fā)明的填充容器的內(nèi)部的間隔壁(1)，如圖13～16所示，所述間隔壁(1)配備有連接流路(6)，所述連接流路具有使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)通過填充容器的各空間向載體氣體排出口(3)流動用的下部開口部(4)及上部開口部(5)。
此外，本發(fā)明的填充容器，如圖13～16所示，具有被導(dǎo)入填充容器內(nèi)部的載體氣體，從連接流路(6)的下部開口部(4)被導(dǎo)入，向上部開部(5)排出的結(jié)構(gòu)。
由于本發(fā)明的填充容器配備上述結(jié)構(gòu)的流路，所以，載體氣體在被劃分成的各個空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口(3)被排出。
進而，如圖13～16所示，本發(fā)明的填充容器配備有排出用流路(8)，所述排出用流路具有將載體氣體從包含有載體氣體排出口(3)的空間的下部向載體氣體排出口(3)排出的下部開口部(7)。
在本發(fā)明的填充容器中，作為前述連接流路(6)及流路(8)的例子，作為有一個間隔壁(1)時的例子，例如，可以有圖13所示的結(jié)構(gòu)，此外，作為有兩個間隔壁(1)的例子，有圖14所示的結(jié)構(gòu)，進而，作為有三個以上的間隔壁(1)的例子，例如，可以有圖15或圖16所示的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的固體有機金屬化合物用填充容器中，上述連接流路(6)，例如，可以設(shè)置一個或多個圖17～20所示的管狀流路。
下面，基于圖13說明本發(fā)明的填充容器中的載體氣體的流動形式。首先，載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口(2)被導(dǎo)入，在具有載體氣體導(dǎo)入口(2)的空間內(nèi)下降。載體氣體從位于容器底部附近的作為載體氣體流動方向反轉(zhuǎn)機構(gòu)的連接流路(6)的下部開口部(4)流入，作為上向流在連接流路(6)內(nèi)流動，被供應(yīng)給具有載體氣體排出口(3)的空間的上部。供應(yīng)給具有載體氣體排出口(3)的空間的上部的載體氣體下降。從位于具有載體氣體排出口(3)的空間的下部附近的排出用流路(8)的下部開口部(7)在排出用流路(8)內(nèi)上升，從載體氣體排出口(3)排出，供應(yīng)給MOCVD裝置。這里，基于圖13說明了載體氣體的流動形式，但如圖14～圖16所示，在填充容器被劃分成三個以上的空間的情況下，利用設(shè)于各間隔壁(1)上的連接用流路(6)，載體氣體在各空間內(nèi)從上方向下方作為下降流流動。
此外，例如，如圖21～24所示，在間隔壁(1)兼作連接流路(6)的結(jié)構(gòu)中，也達到同樣的效果。作為這些結(jié)構(gòu)，例如，如圖21所示，將管狀結(jié)構(gòu)物排列成沿容器縱向方向的各個管狀結(jié)構(gòu)物，以將管狀結(jié)構(gòu)物連接起來的形式將它們的之間的間隙堵塞，或者，如圖22所示，制成將管狀結(jié)構(gòu)物之間的間隙用間隔壁(1)堵塞的結(jié)構(gòu)，進而，相對于載體氣體的流動方向，在上游側(cè)的空間側(cè)的管狀結(jié)構(gòu)物的下部設(shè)置開口部，將其作為下部開口部(4)，在下游側(cè)的空間側(cè)的管狀結(jié)構(gòu)物的上部設(shè)置開口部，將其作為上部開口部(5)，此外，也可以如圖23或圖24所示，利用兩個間隔壁(1)，相對于載體氣體流動方向，在上游側(cè)的空間側(cè)的間隔壁(1)的下部設(shè)置開口部，將其作為下部開口部(4)，在下游側(cè)的空間側(cè)的間隔壁(1)的下部設(shè)置開口部，將其作為上部開口部(5)。前述連接流路(6)，也可以是這些管狀結(jié)構(gòu)的流路與將間隔壁(1)兼作連接流路(6)的結(jié)構(gòu)的流路組合起來的流路。
此外，在本發(fā)明的填充容器中，對于將載體氣體從具有載體氣體排出口(3)的空間的下部向載體氣體排出口(3)排出的具有下部開口部(7)的排出用流路(8)，例如，如圖25所示，也可以采用下部具有開口部的管狀結(jié)構(gòu)，以及，如圖26或圖27所示，具有用間隔壁(1)間隔開的結(jié)構(gòu)的下部帶有下部開口部(7)的結(jié)構(gòu)等。前述排出用流路(8)，也可以采用將這些管狀結(jié)構(gòu)的流路與用間隔壁(1)間隔開的結(jié)構(gòu)的下部帶有開口部(7)的流路的組合起來的流路。
進而，在本發(fā)明的固體有機金屬化合物用填充容器中，在具有流通各個載體氣體用的下部開口部(4)及上部開口部(5)的連接流路(6)，以及具有從載體氣體排出口(3)的空間的下部將載體氣體向載體氣體排出口(3)排出的下部開口部(7)的排出用流路(8)中，這些上部開口部(5)和下部開口部(4)的位置，只要是載體氣體能夠從載體氣體導(dǎo)入口(2)，通過填充有固體有機金屬化合物的空間和連接流路(6)以及具有載體氣體向載體氣體排出口(3)排出的下部開口部(7)的排出用流路(8)充分地向載體氣體排出口(3)流動，這時，所填充的固體有機金屬化合物能夠與載體氣體充分接觸，對于有機金屬化合物的穩(wěn)定供應(yīng)沒有妨礙的位置即可，沒有特定的限制，特別是，為了有效地使所填充的固體有機金屬化合物與載體氣體飽和地接觸，在具有使載體氣體流動用的下部開口部(4)及上部開口部(5)的連接流路(6)中，將下部開口部(4)設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起到容器內(nèi)部高度的1/3以下，優(yōu)選地1/5以下，更優(yōu)選地1/10以下的位置上，上部開口部(5)設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起到容器內(nèi)部高度的2/3以上，優(yōu)選地4/5以上，更優(yōu)選地9/10以上的位置上，在配備有從具有載體氣體排出口(3)的空間的下部使載體氣體向載體氣體排出口(3)排出的下部開口部(7)的排出用流路(8)中，下部開口部(7)最好設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起到容器內(nèi)部高度的1/3以下，優(yōu)選地1/5以下，更優(yōu)選地1/10以下的位置上。
在將固體有機金屬化合物填充到本發(fā)明的填充容器中，用于向MOCVD裝置供應(yīng)有機金屬化合物的情況下，在填充容器內(nèi)部的空間內(nèi)填充固體有機金屬化合物。
進而，在本發(fā)明的固體有機金屬化合物用填充容器中，可以設(shè)置將固體有機金屬化合物填充到用間隔壁(1)間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間內(nèi)用的填充口(9)。通過設(shè)置該填充口(9)，能夠?qū)⒐腆w有機金屬化合物作為固體原封不動地投入。在本發(fā)明中，填充容器的填充口，例如，如圖13～16所示，可以設(shè)置在填充容器的上部。此外，通過制成能夠?qū)⑤d體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充容器分開的結(jié)構(gòu)，可以制成這些載體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充口(9)兼用的結(jié)構(gòu)。被分離的載體氣體導(dǎo)入口(2)及/或載體氣體排出口(3)與填充容器，經(jīng)由連接部件(26)再次連接起來使用。這時，通過將連接到載體氣體排出口(3)上的流路(8)制成可以卸下的結(jié)構(gòu)，固體有機金屬化合物的填充變得很容易。作為這種結(jié)構(gòu)的例子，例如，如圖28所示，在載體氣體導(dǎo)入口(2)與填充容器之間，設(shè)置能夠分開的連接部件(26)，經(jīng)由該連接部再次結(jié)合起來使用。
此外，在本發(fā)明的填充容器中，例如，如圖13～16所示，在載體氣體導(dǎo)入口(2)及載體氣體排出口(3)上，可以配備能夠開閉的閥(22)，在載體氣體流動時，將閥(22)打開使用，此外，在不供應(yīng)有機金屬化合物時，通常使閥處于關(guān)閉狀態(tài)，防止從外部將固體有機金屬化合物污染，并防止向填充容器外部升華、蒸發(fā)。
這樣，用于本發(fā)明的填充方法的填充容器，其結(jié)構(gòu)為，填充容器內(nèi)部被間隔壁(1)劃分成多個空間，由載體氣體導(dǎo)入口(2)導(dǎo)入的載體氣體，在全部空間中，在填充到各個容器空間內(nèi)的固體有機金屬化合物中，從空間的上部向空間的下部通過，流向載體氣體排出口(3)。這樣，通過用間隔壁(1)將容器內(nèi)部間隔開、劃分成多個空間，各空間的截面面積縮小，載體氣體與固體有機金屬化合物的接觸能夠充分進行，所以，不像現(xiàn)有技術(shù)中那樣形成流路，可以確保載體氣體與固體有機金屬化合物均勻的接觸狀態(tài)，能夠利用載體氣體長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地從填充容器向MOCVD供應(yīng)固體有機金屬化合物，通過向本容器中填充粒徑經(jīng)過控制的固體有機金屬化合物，可以更有效地發(fā)揮出這種粒徑控制的效果。
在利用本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物的填充方法，將固體有機金屬化合物填充到填充容器內(nèi)，將有機金屬化合物供應(yīng)給MOCVD進行使用的情況下，在填充容器內(nèi)部的空間內(nèi)填充固體有機金屬化合物。
在本發(fā)明的向固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物的填充方法中，作為向填充容器內(nèi)部的空間填充固體有機金屬化合物的方法，可以原封不動地采用迄今為止已知的方法，例如，可以采用通過使固體有機金屬化合物升華而填充到填充容器內(nèi)的方法，以及，例如，將有機金屬化合物作為載體氣體中的飽和蒸氣導(dǎo)入填充容器內(nèi)填充的方法，進而，例如，將有機金屬化合物加熱到熔點以上形成液狀導(dǎo)入到填充容器內(nèi)的方法等，但這些方法，在大多數(shù)情況下，難以進行固體有機金屬化合物的粒徑的控制。
通常，在本發(fā)明的將對粒徑進行過控制的固體有機金屬化合物向固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)的填充過程中，無需進行前面所述的特殊的操作，通過使用設(shè)置將固體有機金屬化合物向填充容器空間的內(nèi)部空間填充用的填充口的填充容器，可以將在填充容器的外部進行過粒徑控制的固體有機金屬化合物以固體形式原封不動地投入。
這種固體有機金屬化合物，例如，是在空氣中著火的物質(zhì)的情況下，從前述固體有機金屬化合物的填充口的填充作業(yè)，例如，可以在氮，氬，氦等對固體有機金屬化合物為惰性的氣體的氣氛下進行。
對于能夠填充到本發(fā)明的填充容器中使用的固體有機金屬化合物，可以應(yīng)用在到目前為止已知的填充容器中使用的固體有機金屬化合物，不言而喻，對于其它固體有機金屬化合物，也可以使用在利用載體氣體供應(yīng)使用的溫度和壓力下，相對于載體氣體足以具有所需的飽和蒸氣壓、并且在供應(yīng)條件下是固體的有機金屬化合物。作為這些固體有機金屬化合物的具有代表性的例子，有烷基金屬化合物，茂金屬化合物，β-二酮絡(luò)合物，加合物化合物，具體地說，例如，可以列舉出三甲基銦，二甲氯銦，三苯鋁，三苯鉍，叔丁基鋰等烷基金屬化合物，環(huán)戊二烯合銦，雙(環(huán)戊二烯基)鎂，雙(環(huán)戊二烯基)錳，二茂鐵等茂金屬化合物，乙酰丙酮鋇絡(luò)合物，乙酰丙酮鍶絡(luò)合物，乙酰丙酮銅絡(luò)合物，乙酰丙酮鈣絡(luò)合物，二新戊?；姿徜^絡(luò)合物，二新戊?；姿徭J絡(luò)合物，二新戊酰基甲酸銅絡(luò)合物，二新戊?；姿後惤j(luò)合物，二新戊?；姿徕}絡(luò)合物等β-二酮絡(luò)合物，三甲基銦·三甲基胂加合物，三甲基銦·三甲基膦加合物，二新戊?；姿徜^·1，10-菲咯啉等的加合物化合物等。
此外，在使用利用本發(fā)明的填充方法填充有固體有機金屬化合物的填充容器時的壓力，可以不用變更，采用迄今為止已知的填充容器中使用的條件，只要是能夠長時間穩(wěn)定地向MOCVD裝置供應(yīng)固定有機金屬化合物的條件，沒有特定的限制，在加壓、常壓、減壓條件下都能使用，通常，可以從常壓附近到減壓的條件下使用。
進而，對于使用利用本發(fā)明的填充方法填充有固體有機金屬化合物的填充容器時的溫度，可以不作改變地采用到目前為止已知的條件，可以采用通常使用的固體有機金屬化合物相對于載體氣體能夠獲得所需的供應(yīng)足夠的飽和蒸氣壓、并且在供應(yīng)的條件下變成固體的條件。
在利用本發(fā)明的填充方法填充有固體有機金屬化合物的填充容器中，載體氣體也可以使用迄今為止已知的所有氣體，例如，氮，氬，氦等惰性氣體或氫氣等。
此外，在利用本發(fā)明的填充方法填充有固體有機金屬化合物的填充容器中，在迄今為止已知的填充容器中，可以使用和固體有機金屬化合物一起填充使用的已知的填充材料。作為這種填充材料，其材質(zhì)，例如，使用不銹鋼，玻璃，陶瓷，氟系樹脂等，優(yōu)選地，可以使用不銹鋼。此外，作為填充材料的形狀，可以使用圓形，角形，圓筒狀，線圈狀，彈簧狀，球狀等各種形狀，例如，作為這些例子，可以使用蒸餾用的各種填料，例如，迪克松填料(Dixon packing)，赫利填料(ヘリパック)，芬斯克(フェンスケ)等。此外，也可以使用纖維填充材料。
在發(fā)明中，作為填充材料的大小，可以采用能夠通過配備在填充容器上的填充口的開口部的大小，通常為0.8～8mm，優(yōu)選地為0.8～6mm，更優(yōu)選地為0.8～5mm。
這些填充材料，在本發(fā)明的填充容器中，可以用迄今為止已知的方法填充到填充容器中，和固體有機金屬化合物一起使用。
此外，本發(fā)明的填充方法，不僅用于固體有機金屬化合物，也可以用作具有其它蒸氣壓的固體無機化合物，固體有機化合物或者固體金屬等一般的固體物質(zhì)的填充方法。這樣，本發(fā)明的填充方法，也可以作為代替上述的固體有機金屬化合物，用載體氣體將其它固體物質(zhì)作為在載體氣體中飽和的氣體提取出來用的填充方法。
下面，利用實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例1作為固體有機金屬化合物，使用三甲基銦。
在氮氣氛下將三甲基銦粉碎，利用具有4.75mm篩孔的篩，將三甲基銦制成粒徑4.75mm以下的顆粒。進而，從通過該篩的粒徑在4.75mm以下的三甲基銦顆粒中，利用具有1mm篩孔的篩，除去粒徑1mm以下的三甲基銦，調(diào)制成具有4.75mm以下的粒徑的三甲基銦。
對這種三甲基銦顆粒的粒徑進行確認，50％以上的粒徑在2.5～4.75mm大小。
利用這樣獲得的包含粒徑2.5～4.75mm的三甲基銦，試驗供應(yīng)的穩(wěn)定性。
供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗用以下方法進行。
在氮氣氛下，將用前述方法進行粒徑控制的三甲基銦200g和0.9mm×1.8mm×1.8mm的不銹鋼制填充材料263g，以及2.5mm×5.0mm×5.0mm的不銹鋼制填充材料97g，從填充口(9)填充到如圖28所示的外徑為60.5mmφ的SUS制填充容器中。在這種填充操作中，將連接部件(26)分離，將其作為填充口(9)進行填充。
其次，將載體氣體排出口(3)連接到用三甲基銦捕集用的由干冰-甲醛冷卻的捕集器上。將連接載體氣體排出口(3)和用冰-甲醛冷卻的捕集器的配管加熱，該配管內(nèi)未析出三甲基銦。將加入三甲基銦和填充材料的填充容器浸入25℃的恒溫槽，在供應(yīng)穩(wěn)定性試驗裝置系統(tǒng)內(nèi)的壓力在大氣壓力附近的條件下，從填充容器的載體氣體導(dǎo)入口(3)每分鐘流過500cc氮氣，每8小時測定鋇由干冰-甲醛冷卻的捕集器捕集的三甲基銦的重量。同時，利用超聲波式氣體濃度計(商品名エピンントマススヮン公司制)測定含有三甲基銦的蒸氣的載體氣體的氣相的氣體濃度。
其結(jié)果示于圖29。在圖29所示的曲線縱軸上，表示每小時三甲基銦的供應(yīng)量，在橫軸上以重量％表示所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例。
供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，在利用本發(fā)明的填充方法的情況下，直到使用比例為91重量％為止，三甲基銦的供應(yīng)速度都是穩(wěn)定的。
這樣，通過使用包含有粒徑為2.5～4.75mm的顆粒的固體有機金屬化合物的顆粒，能夠以恒定的濃度進行固體有機金屬化合物的供應(yīng)，進而，在獲得穩(wěn)定的供應(yīng)速度的條件下，可以增加固體有機金屬化合物的使用比例。其結(jié)果是，可以提高穩(wěn)定地供應(yīng)固體有機金屬化合物的時間。
比較例1在實施例1中，在氮氣氛下粉碎三甲基銦，使用具有2.36mm的篩孔的篩，將三甲基銦制成粒徑為2.36mm以下的顆粒，除此之外，進行和實施例1同樣的操作，進行固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性試驗。其結(jié)果示于圖30。圖30所示的曲線的縱軸上，表示每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量，在橫軸上以重量％表示所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例。供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，不包含粒徑為2.5～6mm的顆粒的三甲基銦的供應(yīng)速度，在使用比例到77重量％為止是穩(wěn)定的。
這樣，在填充使用不含粒徑為2.5～6mm的三甲基銦的顆粒的三甲基銦時，不能獲得如實施例1那樣的長時間穩(wěn)定地供應(yīng)速度。
實施例2在實施例1中，使用圖28所示的外徑76mmφ的US制填充容器，經(jīng)過粒徑控制的三甲基銦400g，以及0.9mm×1.8mm×1.8mm的不銹鋼制填充材料394g，以及2.5mm×5.0mm×5.0mm的不銹鋼制填充材料78g，除此之外，進行和實施例1相同的操作，進行固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗。其結(jié)果示于圖31。圖31所示的曲線的縱軸上表示每一小時的三甲基銦供應(yīng)量，在橫軸上以重量％表示三甲基銦的使用比例。供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，包含有粒徑為2.5～6mm的顆粒的三甲基銦的供應(yīng)速度，直到使用比例為85重量％都是穩(wěn)定的。
實施例3在實施例1中，將填充容器制成具有從圖34所示的結(jié)構(gòu)的容器中除去擴散器(20a)的結(jié)構(gòu)的外徑為35mmφ的玻璃制容器，利用對粒徑進行過控制的三甲基銦100g，除此之外，進行和實施例1同樣的操作，試驗固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性。供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，含有粒徑為2.8～4.75mm的顆粒的三甲基銦的供應(yīng)速度，直到使用比例為76重量％是穩(wěn)定的。
比較例2
在實施例2中，在氮氣氛下粉碎三甲基銦，使用具有2.36mm的篩孔的篩，將三甲基銦制成粒徑為2.36mm以下的顆粒，除此之外，進行和實施例1同樣的操作，進行固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性試驗。其結(jié)果示于圖32。圖32所示的曲線的縱軸上，表示每一小時的三甲基銦的供應(yīng)量，在橫軸上以重量％表示所供應(yīng)的三甲基銦的使用比例。供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，不包含粒徑為2.5～6mm的顆粒的三甲基銦的供應(yīng)速度，在使用比例到59重量％為止是穩(wěn)定的。
這樣，在填充使用不含粒徑為2.5～6mm的三甲基銦的顆粒三甲基銦時，不能獲得如實施例2那樣的長時間穩(wěn)定地供應(yīng)速度。
比較例3在實施例3中，在氮氣氛下粉碎三甲基銦，將三甲基銦制成粒徑0.1～0.3mm的顆粒，除此之外，進行和實施例3同樣的操作，試驗固體有機金屬化合物的供應(yīng)穩(wěn)定性。供應(yīng)穩(wěn)定性的試驗結(jié)果，粒徑為0.1～0.3mm的顆粒的三甲基銦的供應(yīng)速度，到使用比例為20重量％時是穩(wěn)定的。
這樣，在填充使用粒徑為0.1～0.3mm的顆粒的三甲基銦時，不能像實施例3那樣獲得長時間穩(wěn)定的供應(yīng)速度。
工業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器中時，通過必須包含固體有機金屬化合物的粒徑為特定大小的顆粒，不僅確保初期的穩(wěn)定性，而且可以長時間穩(wěn)定地向MOCVD裝置等氣相外延生成用裝置供應(yīng)固體有機金屬化合物。
權(quán)利要求
1.一種向固體有機金屬化合物用填充容器填充固體有機金屬化合物的填充方法，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)的方法中，其特征在于，固體有機金屬化合物為粒徑在8mm以下的顆粒，進而，在固體有機金屬化合物中必須包含粒徑為2.5～6mm的顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，在前述固體有機金屬化合物中有填充材料共存。
3.如權(quán)利要求2所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述填充材料的大小為0.8～8mm。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，是具有載體氣體導(dǎo)入口和載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器，所述固體有機金屬化合物用填充容器的構(gòu)造為，填充容器內(nèi)部被劃分多個縱向空間，從載體氣體導(dǎo)入口被導(dǎo)入的載體氣體在各縱向空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口被排出。
5.如權(quán)利要求4所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中，前述固體有機金屬化合物用填充容器具有(a)利用至少一個以上的間隔壁沿縱向方向?qū)⑻畛淙萜鲀?nèi)部間隔開，將填充容器的內(nèi)部至少劃分成兩個以上的空間的結(jié)構(gòu)，(b)在利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間，具有配備載體氣體導(dǎo)入口的空間，和配備載體氣體排出口的空間，(c)在填充容器的內(nèi)部的間隔壁中，具有配備使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口通過填充容器內(nèi)的各個空間向載體氣體排出口流動用的開口部的間隔壁。
6.如權(quán)利要求5所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，在前述開口部，在將開口部配置在間隔壁的下部的情況下，將開口部設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起到容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置處，在將開口部配置在間隔壁的上部的情況下，將開口部設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面起到容器內(nèi)部高度的2/3以上的位置處。
7.如權(quán)利要求4或5所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器的內(nèi)部的空間中用的填充口。
8.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，其結(jié)構(gòu)為，在具有載體氣體導(dǎo)入口和載體氣體排出口的固體有機金屬化合物用填充容器中，將填充容器內(nèi)部劃分成多個縱向空間，利用載體氣體流動方向反轉(zhuǎn)機構(gòu)將從載體氣體導(dǎo)入口被導(dǎo)入的載體氣體作為下向流在各縱向空間內(nèi)流動，從載體氣體排出口排出。
9.如權(quán)利要求8所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，在前述固體有機金屬化合物用填充容器中，所述固體有機金屬化合物用填充容器包括(d)利用至少一個以上的間隔壁沿縱向方向?qū)⑻畛淙萜鲀?nèi)部間隔開，將填充容器的內(nèi)部至少劃分成兩個以上的空間的結(jié)構(gòu)，(e)在利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器內(nèi)部的空間中，具有配備載體氣體導(dǎo)入口的空間，和配備載體氣體排出口的空間，(f)在填充容器的內(nèi)部的間隔壁中，具有這樣的間隔壁，它配備具有使載體氣體從載體氣體導(dǎo)入口通過填充容器內(nèi)的各個空間向載體氣體排出口流動用的下部開口部及上部開口部的連接流路，(g)所述連接流路的結(jié)構(gòu)為，被導(dǎo)入到填充容器內(nèi)部的載體氣體，從連接流路的下部開口被導(dǎo)入，向上部開口部排出，(h)在具有載體氣體排出口的空間的下部，配備有將載體氣體向載體氣體排出口排出的下部開口部的排出用流路。
10.如權(quán)利要求8所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，在前述連接流路中，在連接流路的下部開口部設(shè)置從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置上，將連接流路的上部開口部設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的2/3以上的位置上，在前述排出用流路中，將排出用流路的下部開口部設(shè)置在從填充容器的內(nèi)部底面至容器內(nèi)部高度的1/3以下的位置上。
11.如權(quán)利要求8或10所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開所產(chǎn)生的填充容器的內(nèi)部的空間中用的填充口。
12.如權(quán)利要求8或9所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其特征在于，前述固體有機金屬化合物用填充容器，具有將固體有機金屬化合物填充到利用間隔壁間隔開產(chǎn)生的填充容器的內(nèi)部的空間中用的填充口。
13.如權(quán)利要求1至12中任何一項所述的固體有機金屬化合物的填充方法，其中，固體有機金屬化合物是三甲基銦。
14.一種固體有機金屬化合物用填充容器，其利用權(quán)利要求1至3中任何一項所述的填充方法填充有固體有機金屬化合物。
15.如權(quán)利要求14所述的固體有機金屬化合物用填充容器，前述固體有機金屬化合物用填充容器是具有權(quán)利要求4至12中任一項所述的結(jié)構(gòu)的固體有機金屬化合物用填充容器。
全文摘要
提供一種能夠向?qū)⒐腆w有機金屬化合物長時間以恒定的濃度穩(wěn)定地供應(yīng)給MOCVD等氣相外延生成裝置的固體有機金屬化合物用填充容器內(nèi)填充固體有機金屬化合物的填充方法。通過一種向固體有機金屬化合物用填充容器中填充固體有機金屬化合物的填充方法，在將固體有機金屬化合物填充到固體有機金屬化合物用填充容器中的填充方法中，其特征為，固體有機金屬化合物是粒徑在8mm以下的顆粒，進而，在固體有機金屬化合物中必須包含粒徑在2.5～6mm的顆粒。
文檔編號H01L21/205GK1590583SQ20041006381
公開日2005年3月9日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者富安靜夫, 德留功一, 羽賀健一 申請人:東曹精細化工株式會社