特許ウォッチ

公開番号2024131228
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041358
出願日2023-03-15
発明の名称半導体材料ガス生成装置
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C23C 16/448 20060101AFI20240920BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】稼働状態のままで装置内での第2原料などのガスの漏洩を抑制しつつ第1原料を補給できる半導体材料ガス生成装置を提供する。
【解決手段】液体状態の第1原料を貯留できる所定の貯留部と、前記所定の貯留部に貯留された液体状態の前記第1原料にガス状態の第2原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成するガス流路と、前記半導体材料ガスを生成できる配置状態の前記所定の貯留部に前記第1原料を導入する導入路とを有し、前記導入路は、前記所定の貯留部に貯留される前記第1原料の最大液面高さ以下の領域に含まれる下流端を有する、半導体材料ガス生成装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液体状態の第１原料を貯留できる所定の貯留部と、
前記所定の貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料にガス状態の第２原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成するガス流路と、
前記半導体材料ガスを生成できる配置状態の前記所定の貯留部に前記第１原料を導入する導入路とを有し、
前記導入路は、前記所定の貯留部に貯留される前記第１原料の最大液面高さ以下の領域に含まれる下流端を有する、半導体材料ガス生成装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記導入路から導入される液体状態の前記第１原料を第１最大液面高さまで貯留できる前記所定の貯留部としての第１貯留部と、液体状態の前記第１原料を前記第１最大液面高さよりも低い第２最大液面高さまで貯留できる第２貯留部と、前記第１貯留部から前記第２貯留部まで前記第１原料を流すオーバーフロー流路とを有し、
前記ガス流路は、前記第１貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料と前記第２貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料とにガス状態の第２原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成し、
前記導入路の前記下流端は、前記第１最大液面高さ以下の領域に含まれ、
前記オーバーフロー流路は、前記第１最大液面高さを定める上流端を有する、請求項１に記載の半導体材料ガス生成装置。
【請求項３】
前記オーバーフロー流路は、前記第２最大液面高さ以下の領域に含まれる下流端を有する、請求項２に記載の半導体材料ガス生成装置。
【請求項４】
前記導入路と前記ガス流路とは互いに隔離される、請求項１に記載の半導体材料ガス生成装置。
【請求項５】
前記所定の貯留部、前記ガス流路及び前記導入路を囲繞する密封容器を有し、
前記導入路と前記密封容器内の密封空間とは互いに隔離される、請求項１に記載の半導体材料ガス生成装置。
【請求項６】
前記ガス流路は、前記所定の貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料にガス状態の前記第２原料を供給して接触させ、その結果、第１生成ガスを生成する第１ガス流路部分と、前記第１生成ガスにガス状態の前記第２原料を供給して合流させ、その結果、第２生成ガスとして前記半導体材料ガスを生成する第２ガス流路部分とを有する、請求項１に記載の半導体材料ガス生成装置。
【請求項７】
前記第１原料を封入して前記導入路に供給する第１原料供給部を有する、請求項１に記載の半導体材料ガス生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体材料ガス生成装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ
２
Ｏ
３
）等のワイドバンドギャップ半導体は次世代パワーデバイス材料として注目されている。また、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）系半導体はケイ素（Ｓｉ）よりも高性能な太陽電池の材料として注目されている。
【０００３】
これらの半導体結晶を成膜する方法の一つとして、ハライド又はハイドライド気相成長法（Halide or Hydride Vapor Phase Epitaxy: HVPE法）が知られている。この方法は、金属ハロゲン化物と、アンモニア等のＶ族原料、または酸素等のＶＩ族原料を反応させることで半導体結晶を成膜する方法である。成長速度が速く、高純度膜が生成可能であることからＨＶＰＥ法を用いた半導体成膜の研究が盛んに行われている。
【０００４】
ＨＶＰＥ法の原料である金属塩化物を生成する装置として、液体状態の第１原料を貯留できる貯留部と、貯留部に貯留された液体状態の第１原料にガス状態の第２原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成するガス流路とを有する半導体材料ガス生成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１２１８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような半導体材料ガス生成装置では、貯留部に貯留された液体状態の第１原料（半導体材料ガスとして三塩化ガリウムＧａＣｌ
３
を生成する場合は、ガリウムＧａ）が消費されるのに伴って第１原料を補給する必要がある。装置内での第２原料などのガスの漏洩を抑制しつつ第１原料を補給するためには、例えば、装置の稼働を停止し、装置内から貯留部を取り出して貯留部に第１原料を補給し、装置内に戻してから装置の稼働を再開する必要があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、稼働状態のままで装置内での第２原料などのガスの漏洩を抑制しつつ第１原料を補給できる半導体材料ガス生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は以下のとおりである。
【０００９】
［１］
液体状態の第１原料を貯留できる所定の貯留部と、
前記所定の貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料にガス状態の第２原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成するガス流路と、
前記半導体材料ガスを生成できる配置状態の前記所定の貯留部に前記第１原料を導入する導入路とを有し、
前記導入路は、前記所定の貯留部に貯留される前記第１原料の最大液面高さ以下の領域に含まれる下流端を有する、半導体材料ガス生成装置。
【００１０】
［２］
前記導入路から導入される液体状態の前記第１原料を第１最大液面高さまで貯留できる前記所定の貯留部としての第１貯留部と、液体状態の前記第１原料を前記第１最大液面高さよりも低い第２最大液面高さまで貯留できる第２貯留部と、前記第１貯留部から前記第２貯留部まで前記第１原料を流すオーバーフロー流路とを有し、
前記ガス流路は、前記第１貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料と前記第２貯留部に貯留された液体状態の前記第１原料とにガス状態の第２原料を供給して接触させ、その結果、半導体材料ガスを生成し、
前記導入路の前記下流端は、前記第１最大液面高さ以下の領域に含まれ、
前記オーバーフロー流路は、前記第１最大液面高さを定める上流端を有する、［１］に記載の半導体材料ガス生成装置。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許