(57)【要約】【課題】長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給可能な有機金属化合物の供給装置を提供する。【解決手段】有機金属化合物含有ガスの供給装置１は、容器１０と、供給部１３と、高比重物とを備える。容器１０は、内部空間１０ａと、キャリアガスの導入口１０ｂと、排出口１０ｃとを有する。導入口１０ｂは、内部空間１０ａの下部に接続されている。排出口１０ｃは、内部空間１０ａの上部に接続されている。供給部１３は、内部空間１０ａに位置している。供給部１３には、有機金属化合物含有粒子と充填材との混合物が配されている。高比重物は、内部空間１０ａにおいて、供給部１３の上に配されている。高比重物は、有機金属化合物含有粒子よりも高比重である。【選択図】図１
2015145907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で固体である有機金属化合物を含むガスを供給する装置であって、
内部空間と、前記内部空間の下部に接続されたキャリアガスの導入口と、前記内部空間の上部に接続された排出口と、を有する容器と、
前記内部空間に位置しており、有機金属化合物含有粒子と充填材との混合物が配された供給部と、
前記内部空間において、前記供給部の上に配されており、前記有機金属化合物含有粒子よりも高比重な高比重物と、
を備える、有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項２】
前記高比重物は、前記供給部を覆うように配されている、請求項１に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項３】
前記高比重物は、第１の高比重物と、前記第１の高比重物よりも高比重な第２の高比重物とを含む請求項１又は２に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項４】
前記第１の高比重物の上に、前記第２の高比重物が配されている、請求項３に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項５】
前記第１の高比重物と、前記第２の高比重物とが混合されて配されている請求項３に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項６】
前記高比重物の比重が、前記有機金属化合物含有粒子の比重の１．０１倍以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項７】
内部空間と、当該内部空間に接続されたキャリアガスの導入口と、当該内部空間に接続されていると共に、前記容器の排出口に接続された排出口とを有し、前記内部空間が前記導入口側の第１の部分と、前記第１の部分よりも前記排出口側に位置する第２の部分とを含む別の容器と、
前記第１の部分に配された有機金属化合物と、
前記第２の部分に充填された充填材と、
を備え、
前記容器内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、前記第１の部分におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、前記第２の部分におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるように前記第２の部分に前記充填材が充填されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項８】
前記第１の部分の前記第２の部分側の端部と前記第２の部分とが、前記排出口側に向かって先細っている、請求項７に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項９】
前記容器内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、前記第１の部分における空隙率よりも前記第２の部分における空隙率が低い、請求項７又は８に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１０】
前記第１の部分に、担体に担持された有機金属化合物が充填されており、
前記充填材の平均粒子径が前記担体の平均粒子径以下である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１１】
前記第１の部分に、充填材と前記有機金属化合物との混合物が充填されており、
前記第２の部分に配された充填材の平均粒子径が前記第１の部分に配された充填材の平均粒子径以下である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１２】
前記混合物における充填材の含有量が２０体積％〜８０体積％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１３】
前記有機金属化合物が、有機リチウム化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アルミニウム化合物、有機ガリウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機ビスマス化合物、有機マンガン化合物、有機鉄化合物、有機バリウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機銅化合物、有機カルシウム化合物、有機イットリビウム化合物、及び有機コバルト化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機金属化合物含有ガスの供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化合物半導体デバイスの製造に、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）が利用されている。有機金属化学気相成長法では、チャンバに、有機金属化合物とキャリアガスとの混合ガスが供給される。特許文献１には、有機金属化合物を含むガスの供給装置として、常温で固体の有機金属化合物が充填された容器を有する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機金属化合物含有ガスの供給装置から、所定の濃度範囲の有機金属化合物含有ガスを供給したいという要望がある。すなわち、有機金属化合物含有ガスの供給装置には、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給可能であることが求められている。【０００５】
本発明の主な目的は、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給可能な有機金属化合物の供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置は、常温で固体である有機金属化合物を含むガスを供給する装置である。本発明に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置は、容器と、供給部と、高比重物とを備える。容器は、内部空間と、キャリアガスの導入口と、排出口とを有する。導入口は、内部空間の下部に接続されている。排出口は、内部空間の上部に接続されている。供給部は、内部空間に位置している。供給部には、有機金属化合物含有粒子と充填材との混合物が配されている。高比重物は、内部空間において、供給部の上に配されている。高比重物は、有機金属化合物含有粒子よりも高比重である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給可能な有機金属化合物の供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図２】図２は、高比重物が設けられていない場合の有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度を模式的に表すグラフである。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図４】図４は、第３の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図５】図５は、第４の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図６】図６は、第５の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図７】図７は、第６の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【図８】図８は、実験例１において作製した有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置の模式的断面図である。図１に示される有機金属化合物含有ガスの供給装置１は、常温で固体である有機金属化合物を含むガスを供給する装置である。具体的には、供給装置１には、キャリアガスが供給される。供給装置１は、キャリアガスと、常温で固体である有機金属化合物との混合ガスを供給する装置である。
【００１２】
なお、常温で固体である有機金属化合物の種類は、特に限定されない。常温で固体の有機金属化合物の具体例としては、例えば、有機リチウム化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アルミニウム化合物、有機ガリウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機ビスマス化合物、有機マンガン化合物、有機鉄化合物、有機バリウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機銅化合物、有機カルシウム化合物、有機イットリビウム化合物、有機コバルト化合物等が挙げられる。有機リチウム化合物の具体例としては、例えば、ｔ−ブチルリチウム等が挙げられる。有機インジウム化合物の具体例としては、例えば、トリメチルインジウム、ジメチルクロロインジウム、シクロペンタジエニルインジウム、トリメチルインジウム・トリメチルアルシンアダクト、トリメチルインジウム・トリメチルホスフィンアダクト等が挙げられる。有機亜鉛化合物の具体例としては、例えば、エチルヨウ化亜鉛、エチルシクロペンタジエニル亜鉛、シクロペンタジエニル亜鉛等が挙げられる。有機アルミニウム化合物の具体例としては、例えば、メチルジクロロアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリス（ジメチルアミド）アルミニウム等が挙げられる。有機ガリウム化合物の具体例としては、例えば、メチルジクロロガリウム、ジメチルクロロガリウム、ジメチルブロモガリウム等が挙げられる。有機マグネシウム化合物の具体例としては、例えば、ビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム、ビス（ジメチルアミド）マグネシウム等が挙げられる。有機ビスマス化合物の具体例としては、例えば、トリフェニルビスマス等が挙げられる。有機マンガン化合物の具体例としては、例えば、ビス（シクロペンタジエニル）マンガン、ビス（ジメチルアミド）マンガン等が挙げられる。有機鉄化合物の具体例としては、例えば、フェロセン等が挙げられる。有機バリウム化合物の具体例としては、例えば、ビス（アセチルアセトナト）バリウム、ジピバロイルメタナトバリウム・１，１０−フェナントロリンアダクト等が挙げられる。有機ストロンチウム化合物の具体例としては、例えば、ビス（アセチルアセトナト）ストロンチウム、ジピバロイルメタナトストロンチウム等が挙げられる。有機銅化合物の具体例としては、例えば、ビス（アセチルアセトナト）銅、ジピバロイルメタナト銅等が挙げられる。有機カルシウム化合物の具体例としては、例えば、ビス（アセチルアセトナト）カルシウム、ジピバロイルメタナトカルシウム等が挙げられる。有機イットリビウム化合物の具体例としては、例えば、ジピバロイルメタナトイットリビウム等が挙げられる。有機コバルト化合物の具体例としては、ビス（ジメチルアミド）コバルト、（ｔ−ブチルメチルアセチレン）（ヘキサカルボニル）ジコバルト等が挙げられる。
【００１３】
供給装置１は、容器１０と、供給部１３と、高比重物とを備えている。
【００１４】
容器１０は、内部空間１０ａと、導入口１０ｂと、排出口１０ｃとを有する。内部空間１０ａは、例えば、柱状であってもよい。具体的には、内部空間１０ａは、例えば、円柱状、角柱状等であってもよい。本実施形態では、内部空間１０ａは、円柱状である。
【００１５】
導入口１０ｂは、内部空間１０ａの下部に接続されている。排出口１０ｃは、内部空間１０ａの上部に接続されている。従って、導入口１０ｂから供給されたキャリアガスは、下方から上方に向かって内部空間内を流れ、排出口１０ｃから排出される。具体的には、本実施形態では、導入口１０ｂは、容器１０の底壁に設けられている。排出口１０ｃは、容器１０の上壁に設けられている。
【００１６】
供給部１３は、キャリアガスに対して、有機金属化合物の気体を供給する。供給部１３から有機金属化合物の気体が供給されることにより、有機金属化合物含有ガスが生成する。
【００１７】
供給部１３は、内部空間１０ａに位置している。内部空間１０ａは、第１の領域１０ａ１と、第１の領域１０ａ１の上に位置している第２の領域１０ａ２とを有する。供給部１３は、第１の領域１０ａ１に配されている。供給部１３が配されている第１の領域１０ａ１の体積は、内部空間１０ａの体積の２０％〜８０％であることが好ましい。
【００１８】
供給部１３には、有機金属化合物含有粒子と充填材との混合物が配されている。
【００１９】
有機金属化合物含有粒子は、有機金属化合物からなる粒子であってもよいし、担体と、担体に担持された有機金属化合物とを有する粒子であってもよい。担体は、例えば、無機酸化物粒子、金属粒子、樹脂粒子等により構成することができる。担体は、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、グラッシーカーボン、グラファイト、チタン酸カリウム、スポンジチタン、石英、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、フッ素化樹脂、ガラス等からなる粒子により構成することができる。
【００２０】
有機金属化合物含有粒子の比重は０．５ｇ／ｍｌ〜３．０ｇ／ｍｌであることが好ましい。
【００２１】
有機金属化合物含有粒子の粒子径は、０．０１ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましく、０．０５ｍｍ〜８．０ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
有機金属化合物含有粒子は、球形であってもよいし、粉砕物等の不定形物であってもよい。
【００２３】
充填材は、有機金属化合物を実質的に含んでいない粒子である。充填材は、例えば、無機酸化物粒子、金属粒子、樹脂粒子等により構成することができる。充填剤は、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、グラッシーカーボン、グラファイト、チタン酸カリウム、スポンジチタン、石英、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、フッ素化樹脂、ガラス等からなる粒子により構成することができる。
【００２４】
充填材の形状は、特に限定されない。充填材は、例えば、球形であってもよいし、粉砕物等の不定形物であってもよい。
【００２５】
充填材の比重は、１．０ｇ／ｍｌ〜１５．０ｇ／ｍｌであることが好ましく、２．０ｇ／ｍｌ〜１０．０ｇ／ｍｌであることがより好ましい。
【００２６】
充填材の粒子径は、０．０１ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましく０．１ｍｍ〜８．０ｍｍであることがより好ましい。
【００２７】
内部空間１０ａにおいて、供給部１３の上には、高比重物が配されている。高比重物は、第２の領域１０ａ２の一部分に位置している。具体的には、高比重物は、第２の領域１０ａ２の鉛直方向における下側の一部分に配されている。高比重物は、第２の領域１０ａ２の上部を除いた部分に配されている。本実施形態では、第２の領域１０ａ２の鉛直方向における上側の部分は、空間となっている。
【００２８】
高比重物の形状は、特に限定されない。高比重物は、例えば、板状等であってもよいが、本実施形態では、粒子状である。高比重物は、供給部１３の上に、複数設けられている。複数の高比重物は、供給部１３の上に層状に設けられている。複数の高比重物は、供給部１３の上に位置する高比重物層１４を構成している。この高比重物層１４により供給部１３の実質的に全体が覆われている。もっとも、本発明において、高比重物が複数配されている必要は必ずしもない。例えば、複数の貫通孔を有する一枚の板状の高比重物が供給部１３の上に配されていてもよい。
【００２９】
ところで、容器内により多くの有機金属化合物を充填する観点からは、容器内に有機金属化合物の粒子のみを充填することも考えられる。しかしながら、本発明者らが、鋭意研究した結果、容器内に有機金属化合物のみを充填すると、所定の濃度以上の濃度で有機金属化合物を含むキャリアガスが排出口から長期間にわたって供給されにくくなることが見出された。その理由としては、定かではないが、以下の理由が考えられる。すなわち、内部空間においては、有機金属化合物の昇華と凝集とが繰り返し生じているものと考えられる。例えば、内部空間のうち、有機金属化合物濃度が低いキャリアガスが通気する上流側部分では、有機金属化合物の昇華量が有機金属化合物の凝集量よりも多くなると考えられる。一方、内部空間のうち、有機金属化合物濃度が高いキャリアガスが通気する下流側部分では、有機金属化合物の凝集量が有機金属化合物の昇華量よりも多くなると考えられる。このため、内部空間の下流側部分では、有機金属化合物含有粒子の粒成長が生じる場合がある。それに伴い、隣接する粒子同士が接合され、内部空間の下流側部分に、通気抵抗が高い部分と、通気抵抗が低い部分とが生じる場合がある。キャリアガスは、他の部分よりも通気抵抗が低い部分を優先的に通過する所謂チャネリングが発生することが考えられる。チャネリングが発生すると、通気抵抗が低い部分の近傍に位置していた有機金属化合物が優先的に消費され、通気抵抗が高い部分に位置している有機金属化合物が消費されにくくなる。その結果、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量が少なくなる場合がある。
【００３０】
有機金属化合物含有ガスの供給装置１では、内部空間１０ａに、有機金属化合物含有粒子と粒子状の充填材との混合物が配されている。このため、隣り合う有機金属化合物含有粒子の間に充填材が介在している部分もある。このため、有機金属化合物の凝集量が有機金属化合物の昇華量よりも多くなった場合であっても、有機金属化合物同士が隣接している部分が少ないため、有機金属化合物含有粒子の接合に伴うチャネリングの発生が抑制される。従って、供給装置１によれば、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量を多くすることができる。
【００３１】
混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量をより多くする観点からは、供給部１３における充填材の含有量が、２０体積％〜８０体積％であることが好ましく、３０体積％〜７０体積％であることがより好ましい。
【００３２】
なお、有機金属化合物粒子と充填材粒子との混合物を配することは、融点が高く、有機金属化合物を担体に担持させることが困難である場合により有効である。従って、有機金属化合物として、有機リチウム化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アルミニウム化合物、有機ガリウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機ビスマス化合物、有機マンガン化合物、有機鉄化合物、有機バリウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機銅化合物、有機カルシウム化合物、有機イットリビウム化合物、及び有機コバルト化合物のうちの少なくとも一種を用いる場合に、供給装置１がより有用である。
【００３３】
本発明者らは、さらに鋭意研究した結果、内部空間１０ａに、有機金属化合物含有粒子と粒子状の充填材との混合物を配した場合に、キャリアガスの供給開始直後に有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度が高くなりすぎることを発見した。具体的には、図２に示す模式的なグラフのように、キャリアガスの供給開始直後に有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度は、一旦急激に高くなった後に安定する。このように有機金属化合物濃度が一旦高くなるため、キャリアガスを供給開始した後に有機金属化合物の濃度が安定するまでは、有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度が、許容下限値Ｃ１と許容上限値Ｃ２との間に収まらない場合がある。また、キャリアガスの供給開始時に有機金属化合物が多量に消費されるため、有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度が許容下限値Ｃ１を下回るまでの期間が短くなる。すなわち、有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度が、許容下限値Ｃ１と許容上限値Ｃ２との間に位置している期間Ｔ１が短くなる。
【００３４】
本発明者らは、さらに鋭意研究の結果、上記現象が生じる原因が、キャリアガスの供給開始時に、供給部１３に配された混合物の少なくとも上部がキャリアガスと共に舞い上がることにあることを見出した。供給部１３に配された混合物の少なくとも上部がキャリアガスと共に舞い上がると、有機金属化合物含有粒子と充填材とのうちの、比重が重い方が下に集合し、比重が軽い方が上に集合する。通常は、有機金属化合物含有粒子の比重が充填材の比重よりも低いため、有機金属化合物含有粒子が上に集合する。これにより有機金属化合物含有粒子の濃度が濃い層が形成される。その結果、有機金属化合物含有ガスにおける有機金属化合物の濃度が一時的に高くなるものと考えられる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、供給部１３の上に、有機金属化合物含有粒子よりも高比重な高比重物が配されている。この高比重物により供給部１３に配された有機金属化合物含有粒子や充填材がキャリアガスの供給開始時に舞い上がることを抑制することができる。従って、図２に示すように、キャリアガスの供給開始時に有機金属化合物の濃度が許容上限値Ｃ２を超えることを抑制することができる。また、キャリアガスの供給開始時に有機金属化合物の過剰な消費が生じにくいため、許容下限値Ｃ１以上の濃度の有機金属化合物含有ガスを長期間にわたって供給することができる。従って、許容下限値Ｃ１と許容上限値Ｃ２との間に位置する濃度の有機金属化合物含有ガスの供給可能期間Ｔ２を長くすることができる。
【００３６】
所定の濃度の有機金属化合物含有ガスを供給できる期間をより長くする観点からは、供給部１３を覆うように高比重物を配することが好ましい。この観点からは、複数の高比重物を含む高比重物層１４が供給部１３の上に設けられていることが好ましい。
【００３７】
また、高比重物の比重が、有機金属化合物含有粒子の比重の１．０１倍以上であることが好ましく、１．１０倍以上であることがより好ましい。
【００３８】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３９】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置１ａの模式的断面図である。図３に示すように、本実施形態では、高比重物層１４が、第１の高比重物層１４ａと、第２の高比重物層１４ｂとを有する。第２の高比重物層１４ｂは、第１の高比重物層１４ａの上に位置している。第２の高比重物層１４ｂに配された第２の高比重物の比重は、第１の高比重物層１４ａに配された第１の高比重物の比重より高い。このように、さらに高比重な高比重物を含む第２の高比重物層１４ｂを設けることにより、キャリアガスの供給開始時における有機金属化合物含有粒子や充填材の飛散をより効果的に抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、第１の高比重物の上に第２の高比重物が配されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。第１の高比重物と第２の高比重物とが混合されて配されていてもよい。
【００４１】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置１ｂの模式的断面図である。図４に示すように、供給装置１ｂでは、内部空間１０ａにおいて、供給部１３の下（導入口１０ｂ側）に、拡散層１５が配されている。拡散層１５を設けることにより、供給部１３の全体に対してキャリアガスを均一に供給することができる。なお、拡散層１５は、例えば、充填材により構成することができる。
【００４２】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置１ｃの模式的断面図である。
【００４３】
第１〜第３の実施形態では、有機金属化合物含有ガスの供給装置がひとつの容器１０のみを有している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図５に示すように、供給装置１ｃは、容器１０に加えて、容器２０を有する。容器２０は、容器１０に対して直列に接続されている。具体的には、容器２０の内部空間２０ａに接続された排出口２０ｃが容器１０の導入口１０ｂに接続されている。容器２０のキャリアガス導入口２０ｂは、容器２０の上部に設けられており、排出口２０ｃは、容器２０の下部に設けられている。このため、容器２０においては、キャリアガスは、上方から下方に向かって流れる。
【００４４】
供給部２３は、供給部１３と実質的に同様である。供給部２３には、有機金属化合物含有粒子と、充填材とが配されている。
【００４５】
供給部２３の下方には、充填材が配された充填材層２１が設けられている。
【００４６】
ところで、有機金属化合物含有ガスの供給装置には、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給可能であることが求められる。すなわち、所定の濃度以上の濃度で有機金属化合物を含むキャリアガスが排出口から長期間にわたって供給されることが好ましい。これを実現するためには、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量を多くすることが重要である。
混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量が少なくなる原因としては、容器の有機金属化合物が充填された部分に、キャリアガスの通気抵抗が他の部分よりも低い部分が発生し、キャリアガスの通気抵抗が低い部分をキャリアガスが優先的に通過する所謂チャネリングが発生することが考えられる。チャネリングが発生すると、通気抵抗が低い部分の近傍に位置していた有機金属化合物が優先的に消費され、通気抵抗が高い部分に位置している有機金属化合物が消費されにくくなる。その結果、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量が少なくなる場合がある。
供給装置１ｃでは、容器２０内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、供給部２３全体におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、充填材層２１全体におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるように、充填材層２１に充填材が充填されている。このため、容器２０内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、相対的にキャリアガスの通気抵抗が高い充填材層２１が存在することによって、供給部２３にキャリアガスの通気抵抗が他の部分よりも低い部分が発生し難い。従って、キャリアガスが高い均一性で供給部２３を通過する。その結果、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量を多くすることができる。すなわち、供給装置１によれば、所定の濃度以上の濃度で有機金属化合物を含むキャリアガスが排出口から長期間にわたって供給することができる。
【００４７】
容器２０内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、供給部２３全体におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、充填材層２１全体におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるようにする具体的な方法としては、例えば、容器２０内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、供給部２３における空隙率よりも充填材層２１における空隙率が低くなるようにする方法が考えられる。それを実現する方法の一例としては、充填材層２１に充填された充填材の平均粒子径を、供給部２３に充填された担持体の担体の平均粒子径以下とすることが考えられる。また、供給部２３に充填材と有機金属化合物との混合物が充填されている場合も同様に、充填材層２１に充填された充填材の平均粒子径を、供給部１３の充填材の平均粒子径以下とすることが考えられる。
【００４８】
なお、供給装置１ｃの使用前における容器２０内の有機金属化合物の量に対する、容器２０内に残存する有機金属化合物の量の比（（容器２０内に残存する有機金属化合物の量）／（供給装置１ｃの使用前における容器２０内の有機金属化合物の量））が４割以下である場合に、供給部２３全体におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、充填材層２１全体におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるように、充填材層２１に充填材が充填されていればよい。例えば、（（容器２０内に残存する有機金属化合物の量）／（供給装置１ｃの使用前における容器２０内の有機金属化合物の量））が４割以下のときに加え、４割よりも大きいときにも、供給部２３全体におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、充填材層２１全体におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるように、充填材層２１に充填材が充填されていてもよい。
【００４９】
本実施形態では、内部空間２０ａの排出口２０ｃ側の部分が、排出口２０ｃ側に向かって先細っている。具体的には、供給部２３の充填材層２１側の端部と、充填材層２１とが、全体として、排出口２０ｃ側に向かって先細っている。このため、供給部２３の一部分にキャリアガスが偏って供給されることを抑制することができ、供給部２３の全体に均一のキャリアガスを供給することができる。その結果、混合ガスにおける有機金属化合物の濃度が所定の濃度を下回るまでの有機金属化合物の消費量をより多くすることができる。
（実験例１）
実験例１では、図８に示される有機金属化合物含有ガスの供給装置を以下の条件で作製した。
容器２０：
内部空間の下端部のテーパー部：１０．１ｃｃ
内部空間の下端部のテーパー部を除いた円柱状の部分：１８２．４ｃｃ
内部空間の最下部に直径が０．５ｍｍのアルミナ球を２１ｃｃ配置し、その上に、Ｃｐ２Ｍｇ２４．９ｇ（４８ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球４２ｃｃとの混合物を配置し、さらにその上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球８６ｃｃを配した。
容器１０：
内部空間の下端部に、上方に向かって太くなる１．１ｃｃのテーパー部を設けた
内部空間の上記テーパー部を除いた円柱状の部分：１８．８ｃｃ
内部空間の最下部に、Ｃｐ２Ｍｇ１．９０ｇ（４ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球１０．７ｃｃとの混合物を配置し、その上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球８ｃｃを配した。
（実験例２）
容器２０の内部空間の最下部に、Ｃｐ２Ｍｇ２４．６１ｇ（５０ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球４４ｃｃとの混合物を配置し、その上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球１０９ｃｃを配した。容器１０の内部空間の最下部に、Ｃｐ２Ｍｇ１．６５ｇ（３．７ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球１２．２ｃｃとの混合物を配置し、その上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球９ｃｃを配した。それ以外は、実験例１と同様の条件で有機金属化合物含有ガスの供給装置を作製した。
（評価）
実験例１及び実験例２のそれぞれで作製した有機金属化合物含有ガスの供給装置に、６０℃、７６０Ｔｏｒｒの条件で、キャリアガスとして、アルゴンガスを２０００ｃｃｍで流した。そのときに供給装置から供給されたガスにおけるＣｐ２Ｍｇの単位時間当たりの取り出し量（取り出し速度）を測定した。取り出し速度が、使用初期の取り出し速度の５％になったときまでに取り出されたＣｐ２Ｍｇの量の、Ｃｐ２Ｍｇの仕込み量に対する割合（取り出し速度が、使用初期の取り出し速度の５％になったときまでに取り出されたＣｐ２Ｍｇ量／Ｃｐ２Ｍｇの仕込み量）を、安定取り出し終点（％）として求めた。その結果、実験例２では、安定取り出し終点が約７５％であったのに対して、実験例１では、安定取り出し終点が約９５％であった。
【００５０】
（第５の実施形態）
図６は、第５の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置１ｄの模式的断面図である。
容器内により多くの有機金属化合物を充填する観点からは、テーパ状の第２の部分にも有機金属化合物を充填することが好ましい。しかしながら、本発明者らは、鋭意研究の結果、テーパ状の第２の部分に有機金属化合物を充填すると、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスが供給できないことを見出した。すなわち、本発明者らは、テーパ状の第２の部分に有機金属化合物を充填すると、所定の濃度以上の濃度で有機金属化合物を含むキャリアガスが排出口から長期間にわたって供給できないことを見出した。
この原因としては、定かではないが、テーパ状の第２の部分の側壁近傍の部分におけるキャリアガスの流量が、他の部分におけるキャリアガスの流量よりも少なくなるため、テーパ状の第２の部分の側壁近傍の部分に配された有機金属化合物の利用効率が低下するためであると考えられる。
そこで、図６に示すように、供給装置１ｄでは、内部空間２０ａのテーパ状の部分に加え、そのテーパ状部分の上方にまで充填材層２１が位置している。このため、供給装置１ｄでは、有機金属化合物の利用効率が高い。よって、供給装置１ｄによれば、所定の濃度以上の濃度で有機金属化合物を含むキャリアガスを排出口から長期間にわたって供給することができる。すなわち、供給装置１ｄによれば、長期間にわたって安定的に有機金属化合物含有ガスを供給することができる。
（実験例３）
容器２０の内部空間の最下部に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球を４４ｃｃ配し、その上に、Ｃｐ２Ｍｇ２４．９ｇ（４８ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球４４ｃｃとの混合物を配置し、さらにその上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球６６ｃｃを配した。容器２０の内部空間の最下部に、Ｃｐ２Ｍｇ１．９０ｇ（４ｃｃ）と、直径が０．５ｍｍのアルミナ球８ｃｃとの混合物を配置し、その上に、直径が０．５ｍｍのアルミナ球８ｃｃを配した。それ以外は、実験例１と同様の条件で有機金属化合物含有ガスの供給装置を作製した。
（評価）
実験例３で作製した有機金属化合物含有ガスの供給装置に、６０℃、７６０Ｔｏｒｒの条件で、キャリアガスとして、アルゴンガスを２０００ｃｃｍで流した。そのときに供給装置から供給されたガスにおけるＣｐ２Ｍｇの単位時間当たりの取り出し量（取り出し速度）を測定した。取り出し速度が、使用初期の取り出し速度の５％になったときまでに取り出されたＣｐ２Ｍｇの量の、Ｃｐ２Ｍｇの仕込み量に対する割合（取り出し速度が、使用初期の取り出し速度の５％になったときまでに取り出されたＣｐ２Ｍｇ量／Ｃｐ２Ｍｇの仕込み量）を、安定取り出し終点（％）として求めた。その結果、上述のように、実験例２では、安定取り出し終点が約７５％であったのに対して、実験例１，３では、それぞれ安定取り出し終点が約９５％であった。
【００５１】
（第６の実施形態）
図７は、第６の実施形態に係る有機金属化合物含有ガスの供給装置１ｅの模式的断面図である。
【００５２】
図７に示すように、供給装置１ｅでは、供給部２３の上流側に拡散層２５が配されている。拡散層２５は、拡散層１５と実質的に同様の構成及び同様の機能を有する。この拡散層２５を配することにより、供給部２３の全体に対して均一にキャリアガスを供給することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  供給装置
１０，２０  容器
１０ａ，２０ａ  内部空間
１０ａ１  第１の領域
１０ａ２  第２の領域
１０ｂ，２０ｂ  導入口
１０ｃ，２０ｃ  排出口
１３，２３  供給部
１４  高比重物層
１４ａ  第１の高比重物層
１４ｂ  第２の高比重物層
１５，２５  拡散層
２１  充填材層
【図１】
2015145907.tif 000003
【図２】
2015145907.tif 000004
【図３】
2015145907.tif 000005
【図４】
2015145907.tif 000006
【図５】
2015145907.tif 000007
【図６】
2015145907.tif 000008
【図７】
2015145907.tif 000009
【図８】
2015145907.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月4日(2016.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で固体である有機金属化合物を含むガスを供給する装置であって、
内部空間と、前記内部空間の下部に接続されたキャリアガスの導入口と、前記内部空間の上部に接続された排出口と、を有する容器と、
前記内部空間に位置しており、有機金属化合物含有粒子と充填材との混合物が配された供給部と、
前記内部空間において、前記供給部の上に配されており、前記有機金属化合物含有粒子よりも高比重な高比重物と、
を備える、有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項２】
前記高比重物は、前記供給部を覆うように配されている、請求項１に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項３】
前記高比重物は、第１の高比重物と、前記第１の高比重物よりも高比重な第２の高比重物とを含む請求項１又は２に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項４】
前記第１の高比重物の上に、前記第２の高比重物が配されている、請求項３に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項５】
前記第１の高比重物と、前記第２の高比重物とが混合されて配されている請求項３に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項６】
前記高比重物の比重が、前記有機金属化合物含有粒子の比重の１．０１倍以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項７】
内部空間と、当該内部空間に接続されたキャリアガスの導入口と、当該内部空間に接続されていると共に、前記容器の導入口に接続された排出口とを有し、前記内部空間が前記導入口側の第１の部分と、前記第１の部分よりも前記排出口側に位置する第２の部分とを含む別の容器と、
前記第１の部分に配された有機金属化合物と、
前記第２の部分に充填された充填材と、
を備え、
前記容器内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、前記第１の部分におけるキャリアガスの通気抵抗よりも、前記第２の部分におけるキャリアガスの通気抵抗が高くなるように前記第２の部分に前記充填材が充填されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項８】
前記第１の部分の前記第２の部分側の端部と前記第２の部分とが、前記排出口側に向かって先細っている、請求項７に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項９】
前記容器内の有機金属化合物の６割以上が消費されたときに、前記第１の部分における空隙率よりも前記第２の部分における空隙率が低い、請求項７又は８に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１０】
前記第１の部分に、担体に担持された有機金属化合物が充填されており、
前記充填材の平均粒子径が前記担体の平均粒子径以下である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１１】
前記第１の部分に、充填材と前記有機金属化合物との混合物が充填されており、
前記第２の部分に配された充填材の平均粒子径が前記第１の部分に配された充填材の平均粒子径以下である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１２】
前記混合物における充填材の含有量が２０体積％〜８０体積％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【請求項１３】
前記有機金属化合物が、有機リチウム化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機アルミニウム化合物、有機ガリウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機ビスマス化合物、有機マンガン化合物、有機鉄化合物、有機バリウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機銅化合物、有機カルシウム化合物、有機イットリビウム化合物、及び有機コバルト化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の有機金属化合物含有ガスの供給装置。
【国際調査報告】
2015145907.tif 000011
2015145907.tif 000012