冷凝器的負荷，其結果，混合氣體的濃度變得稍淡些，降低了外延膜厚度的批次間誤差。
[0127]此外，對多臺反應室供給氣體的實施例5?7中，相比實施例2或實施例4，實施例5試著通過提高蒸發(fā)溫度來增加蒸發(fā)量以便對應多臺外延裝置時，全壓的控制精度不變，但是蒸發(fā)器的溫度控制精度降低，冷凝器的負荷也略有增加。其結果，混合氣體濃度變動，夕卜延膜厚度的批次間誤差也稍稍惡化。
[0128]相比實施例5，實施例6試著增加混合氣體流量時，全壓的控制精度不變，但是蒸發(fā)器的溫度控制精度進一步降低，冷凝器的負荷也進一步增加。沒有得到必要的蒸發(fā)量，相反蒸發(fā)量過剩超過冷凝器的能力，結果導致三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度大幅變動。其結果，外延膜厚度的批次間誤差也大大惡化。
[0129]相比實施例6，實施例7中全壓的控制精度不變，但是蒸發(fā)器的溫度伴隨外延生長裝置的啟動臺數(shù)來增減。因此，蒸發(fā)量與氣體流量達到比例適當，從而減少了冷凝器的負荷。其結果，氣體濃度穩(wěn)定，外延膜厚度的批次間誤差也有大大改善，從而達到容許的范圍內(nèi)。
[0130]本發(fā)明的三氯氫硅氣體供給裝置100連接I臺外延生長裝置后將其啟動，如圖9所示，用3個Casel?3來說明本發(fā)明三氯氫硅氣體供給裝置100內(nèi)的三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度變化。蒸發(fā)器I產(chǎn)生的三氯氫硅.氫氣混合氣體通過冷凝器2到達調節(jié)混合氣體送氣管21的期間被冷卻，三氯氫硅凝結液化，濃度被調節(jié)。
[0131 ] Case I說明在本發(fā)明的三氯氫硅氣體供給裝置100中所產(chǎn)生的基本的混合氣體濃度變化。在蒸發(fā)器I內(nèi)三氯氫娃.氫氣混合氣體的濃度達到a，在冷凝器2內(nèi)混合氣體濃度將沿著曲線e變化，在到達調節(jié)混合氣體送氣管21之前相當于濃度c的三氯氫硅凝結。b為相當于冷凝器2的溫度的三氯氫硅.氫氣混合氣體的飽和濃度，但是只有濃度d不至于凝結仍以氣體殘留。因為冷凝器2具有有限的熱交換面積且熱交換時間也有限，這是現(xiàn)實的裝置上必然要追加的濃度。
[0132]Case2說明蒸發(fā)器I的溫度控制不精確或者有意改變溫度使得蒸發(fā)器I內(nèi)三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度發(fā)生變化。相比CaSel，CaSe2的溫度高了，蒸發(fā)器I內(nèi)的三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度f(=a+g)也變高了，三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度在冷凝器2內(nèi)沿著曲線h變化。由于蒸發(fā)器I內(nèi)的三氯氫硅.氫氣混合氣體的濃度提高了g，因此到達調節(jié)混合氣體送氣管21時，其濃度為在Casel的b+d上進一步追加i。
[0133]Case3說明相比Casel增加了三氯氫硅.氫氣混合氣體的使用量。三氯氫硅.氫氣混合氣體通過冷凝器的速度相比Casel快，因此濃度沿著比曲線e淺的曲線j變化，相比Casel，進一步濃度k不至于凝結仍以氣體殘留。這說明冷凝器的能力不足。
[0134]關于(多臺，例如)三臺外延生長裝置共用一個冷凝器時存在的問題，如下所述。
[0135]此時，Case3的濃度k就是問題所在(濃度d+k就是因氣體流速所產(chǎn)生的濃度上升部分)。冷凝器非常大時，雖然存在成本及空間的問題，但是濃度d+k變小使得精度不成問題。冷凝器的大小在現(xiàn)實范圍時，(因氣體流速所致的)濃度差異=(d+k)/b的d+k大到不可以忽視，啟動一臺外延生長裝置時，且不說混合氣體使用量稍稍改變，啟動兩臺、三臺時，存在誤差變大的可能。
[0136]另一方面，外延生長裝置是相同形式的裝置，更何況像一臺裝置具備三個反應容器這樣的外延生長裝置，氣體使用量也幾乎相同。既然如此，每一臺外延生長裝置各準備一個冷凝器時，上述公式中k = 0，d取值也是各裝置取相同值，其結果濃度差異也相同，反復再現(xiàn)性和裝置間的偏差將不復存在。
[0137]鑒于對上述實施例的檢討，關于本發(fā)明連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置的其他實施例，下面參照附圖進行詳細說明。
[0138]圖10是本發(fā)明的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置對多個裝置供給三氯氫硅時的構成示意圖。
[0139]這些裝置可以是外延生長裝置所具備的反應室。即無論是外延生長裝置包括一個反應室及外延生長裝置包括多個反應室的哪一種情況，本發(fā)明的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置可以對多個反應室供給三氯氫硅。特別是本發(fā)明的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置可以對2?3個反應室穩(wěn)定地供給三氯氫硅。
[0140]如圖10所示，本發(fā)明的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置100的冷凝器2可以對多個裝置供給三氯氫硅。
[0141]圖10是將一個冷凝器的內(nèi)部分成3份的例子。用a區(qū)域、b區(qū)域、C區(qū)域來表示時，也可以視作各區(qū)域具有相同傳熱面積的3個冷凝器。根據(jù)本構成，需要3個冷凝器時，可以用一個冷凝器來對應，從而可以減少成本和空間。
[0142]如圖11所示，在冷凝器2的上端設置分配部35，可以將通過冷凝器2的三氯氫硅分配給多個裝置，從而實現(xiàn)上述效果。
[0143]上述冷凝器2具有多個氣體導通管(管道)32，為了將多個氣體導通管的出口分成多個裝置所對應的數(shù)，分配部35可以擁有擋墻36a、36b。例如，裝置數(shù)為三臺時，兩個擋墻36a、36b可將多個氣體導通管32的出口分成三個區(qū)域37a、37b、37c。另外，該分割數(shù)可以根據(jù)裝置數(shù)量適當變更。
[0144]被分割的多個氣體導通管32的各個出口可以連接調節(jié)混合氣體送氣管21，以便向多個裝置運送三氯氫硅。
[0145]此外，關于冷凝器2的形狀，除了如圖11所示的圓柱形，也可以采用如圖12所示的四角柱形。圖12(a)是表示四角柱形冷凝器外觀的示意圖，圖12(b)是表示四角柱形冷凝器內(nèi)部結構的示意圖，圖中示出多個氣體導通管的出口被分成3個區(qū)域。這樣的四角柱形的冷凝器相比圓筒形的冷凝器，配置空間更能省空間。
[0146](產(chǎn)業(yè)上的可用性)
[0147]本發(fā)明雖然限定是三氯氫硅，但是應用上例如四氯化硅(SiC14，沸點57.6口)、四氯化鍺(GeC14，沸點84°C)等物質的氣化供給裝置也可以具有和本發(fā)明裝置一樣的結構。
[0148]以上所揭露的僅為本發(fā)明實施例中的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明權利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權項】
1.一種連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，包括: 一蒸發(fā)器，具備作為載氣的氫氣的導入口，還具有使液體三氯氫硅氣化的加熱裝置;和 一冷凝器，具有用低于氣化的三氯氫硅氣體的蒸氣壓的飽和蒸氣壓對應的溫度使氣體凝結的冷卻裝置； 其特征在于: 該蒸發(fā)器的中心線和該冷凝器的中心線不在同一線上，且該冷凝器的下端和該蒸發(fā)器的下端，通過管道連通。2.如權利要求1所述的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，其特征在于，該連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置進一步包括該冷凝器的精密溫度控制機構及該冷凝器的精密壓力調節(jié)機構。3.如權利要求1所述的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，其特征在于，該冷凝器具有對多個裝置供給該三氯氫硅的手段。4.如權利要求3所述的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，其特征在于，該冷凝器的上端設有分配部，該分配部可以將通過該冷凝器的三氯氫硅分配給該多個裝置。5.如權利要求4所述的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，其特征在于，該冷凝器具有多個氣體導通管，該分配部具有分割板，以便將該多個氣體導通管的出口分成該多個裝置所對應的數(shù)。6.如權利要求5所述的連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給裝置，其特征在于，被分割的該多個氣體導通管的各個出口連接調節(jié)混合氣體送氣管，以便向該多個裝置運送三氯氫硅。7.—種連續(xù)蒸餾式三氯氫硅氣化供給方法，其特征在于，使三氯氫硅.氫氣混合氣體消費設備的發(fā)送該混合氣體使用信號的啟動臺數(shù)和蒸發(fā)器內(nèi)液體三氯氫硅的溫度比例聯(lián)動。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于半導體產(chǎn)業(yè)等的三氯氫硅氣化供給裝置。本發(fā)明的三氯氫硅氣化供給裝置包括：蒸發(fā)器1，具備作為載氣的氫氣的導入口3，還具有使液體三氯氫硅氣化的加熱裝置16；冷凝器2，具有用低于氣化的三氯氫硅氣體的蒸氣壓的飽和蒸氣壓對應的溫度使氣體凝結的冷卻裝置20；冷凝器的精密溫度控制機構及精密壓力調節(jié)機構5，其中，蒸發(fā)器的中心線和冷凝器的中心線不在同一線上，且冷凝器的下端和蒸發(fā)器的下端通過管道13、14連通。另外，控制過程中，使被調節(jié)濃度的三氯氫硅·氫氣混合氣體總送氣流量和蒸發(fā)器內(nèi)液體三氯氫硅17的溫度比例聯(lián)動。
【IPC分類】C30B29/06, H01L21/205, C01B33/107, C30B25/14
【公開號】CN105659359
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】丸谷新治
【申請人】化工技術邊界股份有限公司, 外延班組股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年7月22日