[发明专利]固态金属有机化合物转态方法及其转态系统

说明书

本发明揭露一种固态金属有机化合物转态方法及其转态系统，其方法应用具有反应腔的有机金属化学气相沉积设备(MOCVD)，包含(a)提供预先填充金属有机化合物的可替换式容器；(b)加热固态金属有机化合物为液态金属有机化合物；(c)载入第一载气；(d)第一载气通过流经可替换式容器中的金属有机化合物；(e)输出饱和蒸气压；(f)加载来自于有机金属化学气相沉积设备的第二载气；以及(g)稳定模块混合第二载气与第一载气带出的金属有机的饱和蒸气压以形成混合气体，混合气体不会发生冷凝现象且输出至反应腔的金属有机化合物数量保持不变。

技术领域

本发明为有机金属化学气相沉积法的技术领域，特别是关于固态金属有机化合物转变液态金属有机化合物且应用于有机金属化学气相沉积设备的固态金属有机化合物转态方法及其转态系统。

背景技术

在先进半导体制程中，有机金属化学气相沉积法(Metal-organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD)，是在基板上成长半导体薄膜的一种方法，可提供集成电路具有高频率、快速度、低噪音和大功率等优势。因此，也大量地被应用在LED、太阳能电池、航天等多个技术领域。

有机金属化学气相沉积法使用金属有机源(Metal Organic Source)(或称金属有机化合物)作为反应物的来源之一。在有机金属化学气相沉积法中，若金属有机源(例如三甲基铟)纯度越纯及蒸气压越稳定，则沉积效果与产品特性越佳。根据金属有机源于常温常压下的熔点，分为固态金属有机源与液态金属有机源。由于固态金属有机源容易地产生晶体型态变化，使得固态金属有机源蒸气压不稳定的现象，造成固态金属有机源剩余量大而使用不完全；相对于液态金属有机源则无前述的缺点，故其使用效率相较于固态金属有机源来得高。

现有技术，研发出一种将固态金属有机化合物溶于有机溶剂而获得溶液状态金属有机源的方法；然而，在前述溶于有机溶剂的过程中，需要添加高纯度的有机溶剂，但是如此的添加方式将会促使金属有机源的化学组成分变得复杂化。尽管有机溶剂具有较低的蒸气压，但随着时间的累积，会缓慢地在MOCVD机台的管壁累积，造成对机台的污染。

目前，金属有机源供货商主要通过改良钢瓶结构设计、改良载气通过固态金属有机源的路径或是在固态金属有机源添加特定比例的填充物等方式，用以解决固态金属有机源使用效率低及蒸气压不稳定的问题。然而，新式的钢瓶取代旧式钢瓶的设计，会大幅增加生产成本，且使用效率仍相较使用液态金属有机源低。

有鉴于此，本发明提出一种固态金属有机化合物转态方法及其转态系统，用以解决已知技术的缺失。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种固态金属有机化合物转态方法，将固态金属有机化合物简单地转换成与维持成液态金属有机化合物的目的。

本发明的第二目的是根据上述的固态金属有机化合物转态方法，利用恒温装置将金属有机化合物维持在液体(或称液态)状态，以避免固态金属有机化合物容易地产生晶体型态变化以及产生沟流而发生不稳定的现象。

本发明的第三目的是根据上述的固态金属有机化合物转态方法，利用第一载气通过液态金属有机化合物携带的饱和蒸气，以应用在有机金属化学气相沉积设备而达到提升沉积效果让产品特性越佳。

本发明的第四目的是根据上述的固态金属有机化合物转态方法，直接地应用在旧式的钢瓶而不需要重新设计可替换式容器(例如钢瓶)，即可达到利用液态金属有机化合物产生饱和蒸气的目的。

本发明的第五目的是根据上述的固态金属有机化合物转态方法，稳定模块通过添加第二载气稀释流经稳定模块的混合气体，以达到实现上述特定状态的目的。

本发明的第六目的是根据上述的固态金属有机化合物转态方法，通过传感器感测可替换式容器的压力、温度或其二者，以作为恒温装置控制可替换式容器的温度的判断依据。