專(zhuān)利名稱(chēng)：氨氣的傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種氨氣的傳輸方法，尤其指可穩(wěn)定輸送氨氣至反應(yīng)槽的傳輸方法，通過(guò)輸送管道設(shè)置至少二個(gè)以上的流量控制閥的減壓處理，再將氨氣經(jīng)過(guò)加熱后穩(wěn)定輸送至輸送管道另側(cè)的反應(yīng)槽，達(dá)到輔助晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)的目的。
背景技術(shù)：
按，氨氣除了作為化工原料的應(yīng)用外，或于裝飾品或超硬工具的制造、半導(dǎo)體工藝(發(fā)光二極管〔L E D〕)、太陽(yáng)能相關(guān)產(chǎn)品制造等工藝中應(yīng)用氨氣，亦可用以生成氮化薄膜，一般使用于半導(dǎo)體的晶體成長(zhǎng)工藝的氨氣(NH3),必須配合氮?dú)?N2)、氫氣(H2)等氣體，并通過(guò)氮?dú)廨o助輸送三甲基鎵(Ga (CH3) 3)至晶體生長(zhǎng)的反應(yīng)槽，以供反應(yīng)槽內(nèi)部生長(zhǎng)出氮 化鎵(GaN)的晶體；然一般氣體大多為不穩(wěn)定狀態(tài),在輸送過(guò)程中會(huì)因?yàn)檩斔铜h(huán)境、溫度或濕度等，影響氣體的輸送穩(wěn)定度，其中，氨氣亦為不穩(wěn)定的氣體，容易在輸送過(guò)程中，因外部環(huán)境影響，于吸收外部溫度后膨脹，但又快速的冷卻降溫，造成氨氣在輸送過(guò)程中，因急速升溫后又急速降溫，即形成亂流現(xiàn)象，則導(dǎo)致氨氣在送入反應(yīng)槽內(nèi)時(shí)，形成不穩(wěn)定的氣流方式，在反應(yīng)槽內(nèi)部產(chǎn)生亂流現(xiàn)象，也直接影響反應(yīng)槽內(nèi)部氮化鎵晶體的成長(zhǎng)不穩(wěn)定或無(wú)法生長(zhǎng)，對(duì)于反應(yīng)槽的作業(yè)形成不易控制的情況，更影響晶體生長(zhǎng)的產(chǎn)量，必經(jīng)過(guò)多次的重復(fù)制造，以取得所需的晶體，但也提升工藝所耗費(fèi)的費(fèi)用；且在實(shí)際運(yùn)作實(shí)施時(shí)，仍存在諸多缺失，如(I)在氨氣輸送過(guò)程中，氨氣因受到外部環(huán)境、溫度的影響，容易在吸熱后膨脹，然后又快速降溫，造成氨氣在熱脹冷縮時(shí)產(chǎn)生氣流不穩(wěn)定現(xiàn)象，輸送至反應(yīng)槽內(nèi)部，即造成亂流，影響反應(yīng)槽內(nèi)部晶體生長(zhǎng)不穩(wěn)定。(2)氨氣由鋼瓶送出時(shí)，壓力值高達(dá)120psi，輸送過(guò)程中若再吸熱膨脹，導(dǎo)致壓力再升高，更容易在輸送過(guò)程產(chǎn)生亂流的不穩(wěn)定輸送。因此，如何解決目前氨氣在輸送過(guò)程中不穩(wěn)定的問(wèn)題，且進(jìn)入反應(yīng)槽后，發(fā)生亂流現(xiàn)象、影響反應(yīng)槽內(nèi)部晶體生長(zhǎng)異常等缺失，必須予以改善，即為本發(fā)明人及從事此行業(yè)的相關(guān)廠商所亟欲研究改善的方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)至少二次以上減壓處理、至少一次以上加熱升溫，以穩(wěn)定輸送氨氣、有助反應(yīng)槽內(nèi)半導(dǎo)體的晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)的氨氣的傳輸方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的氨氣的傳輸方法，其步驟為(a)供應(yīng)源輸出氨氣進(jìn)入輸送管道；(b)通過(guò)輸送管道進(jìn)行至少二次以上減壓處理；(c)并于至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器對(duì)輸送管道內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫；(d)輸送管道內(nèi)部氨氣吸熱后膨脹，供氨氣在預(yù)設(shè)溫度模式，在輸送過(guò)程保持穩(wěn)定、不產(chǎn)生亂流現(xiàn)象；
(e)將吸熱后膨脹的氨氣，輸送至輸送管道另側(cè)所連設(shè)反應(yīng)槽；(f)供氨氣以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽，穩(wěn)定反應(yīng)槽內(nèi)部氣流環(huán)境。所述氨氣的傳輸方法，其中，該供應(yīng)源為貯存氨氣的鋼瓶或貯存槽。所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道為設(shè)置至少二個(gè)以上的流量控制閥(MFC，Mass Flow Controler),針對(duì)輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣，由供應(yīng)源送出后,進(jìn)行至少二次以上的減壓處理，且于至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器對(duì)輸送道內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫。所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道是于氨氣經(jīng)過(guò)第一個(gè)流量控制閥予以降壓后，通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱升溫；或于二相鄰流量控制閥之間，進(jìn)行氨氣的降壓、通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫加熱；或于最后一個(gè)流量控制閥將氨氣降壓后，再通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫加熱；亦或至少二個(gè)以上的流量控制閥，于第一個(gè)流量控制閥至最后一個(gè)流量控制閥側(cè)邊，通過(guò)加熱器進(jìn)行氨氣的加升溫。
所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣由供應(yīng)源送出的壓力為120psi，并經(jīng)過(guò)至少二次的流量控制閥減壓后，其第一次減壓后的壓力為40psi、第二次減壓后的壓力為lOpsi。所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道是鋁材質(zhì)管體，其外部設(shè)置具加熱升溫功能的加熱器，而加熱器是不銹鋼管或金屬材質(zhì)制成，且加熱器內(nèi)部供注入熱氣或熱水，再于鋁質(zhì)管體、加熱器外部包覆保溫層。所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道對(duì)內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫，其溫度為攝氏450C ±0. 5°C之間。所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道另側(cè)所連設(shè)的反應(yīng)槽，是半導(dǎo)體的晶體(如氮化鎵)穩(wěn)定生長(zhǎng)的空間。所述氨氣的傳輸方法，其中，該供應(yīng)源至反應(yīng)槽之間所連接輸送管道，其長(zhǎng)度等于或大于50cm的預(yù)定長(zhǎng)度。本發(fā)明的氨氣的傳輸方法，于實(shí)際實(shí)施、應(yīng)用時(shí)，為可具有下列各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，如(一)氨氣在進(jìn)入輸送管道后，輸送過(guò)程中經(jīng)過(guò)至少二次以上的流量控制閥減壓處理，再經(jīng)至少一次以上的加熱器的加熱升溫處理，供氨氣在輸送管道內(nèi)部穩(wěn)定輸送，不致產(chǎn)生亂流現(xiàn)象。(二)氨氣在輸送管道內(nèi)經(jīng)加熱器加熱升溫后，氨氣以預(yù)定溫度在輸送管道內(nèi)輸送，不會(huì)再吸收外部溫度，而可穩(wěn)定的輸送至反應(yīng)槽，以層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生亂流現(xiàn)象。


圖I為本發(fā)明的流程圖。圖2為本發(fā)明傳輸裝置的簡(jiǎn)易圖。附圖中主要元件符號(hào)說(shuō)明I供應(yīng)源；2輸送管道；21流量控制閥；22流量控制閥；23加熱器；3反應(yīng)槽；31輸送道。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的氨氣傳輸，是由供應(yīng)源輸出氨氣進(jìn)入輸送管道，通過(guò)至少二個(gè)以上的流量控制閥對(duì)內(nèi)部輸送的氨氣，進(jìn)行至少二次以上減壓處理，并于氨氣經(jīng)過(guò)至少一次減壓處理后，利用加熱器進(jìn)行至少一此以上的加熱升溫后、供氨氣吸熱膨脹，則氨氣于輸送過(guò)程中穩(wěn)定、不致產(chǎn)生亂流現(xiàn)象，將氨氣保持在預(yù)設(shè)溫度方式，輸送至輸送管道另側(cè)所連設(shè)反應(yīng)槽，供氨氣以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽，配合反應(yīng)槽內(nèi)部的其它氣體，達(dá)到提供反應(yīng)槽內(nèi)部半導(dǎo)體的晶體(如氮化鎵)穩(wěn)定生長(zhǎng)的目的。本發(fā)明傳輸氨氣的輸送管道，可為招材質(zhì)制成的管體，并于外部裝設(shè)加熱器，而加熱器為不銹鋼管或金屬材質(zhì)制成，具有良好傳導(dǎo)熱能作用，即通過(guò)加熱器可對(duì)鋁質(zhì)管體進(jìn)行加熱升溫的功能，且加熱器內(nèi)部可供注入熱氣或熱水等溫?zé)嵛镔|(zhì)，再于鋁質(zhì)管體、加熱器外部包覆保溫層。本發(fā)明的輸送管道上，設(shè)有至少二個(gè)或二個(gè)以上的流量控制閥(MFC，Mass FlowControler)，以對(duì)輸送管道內(nèi)部所輸送的氨氣，進(jìn)行至少二次或二次以上的減壓處理，且在輸送管道進(jìn)行至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器對(duì)輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣，進(jìn)行加熱升溫，而加熱器可設(shè)置于輸送管道上第一個(gè)流量控制閥的后側(cè)、亦可設(shè)置于二相鄰的流量控 制閥之間、或者設(shè)置于輸送管道上最后一個(gè)流量控制閥的后側(cè)。為達(dá)更地一步的了解本發(fā)明所采用的技術(shù)手段及其實(shí)施方式，結(jié)合附圖就本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳加說(shuō)明其特征與功能如下，以利完全了解。請(qǐng)參閱圖I、圖2所示，為本發(fā)明的流程圖、傳輸裝置的簡(jiǎn)易圖，由圖中所示可以清楚看出，本發(fā)明氨氣的傳輸方法，其步驟是(100)由供應(yīng)源I輸出氨氣進(jìn)入輸送管道2內(nèi)。(101)并通過(guò)輸送管道2上設(shè)置至少二個(gè)以上的流量控制閥21、22，對(duì)輸送管道2內(nèi)部的氨氣進(jìn)行至少二次以上減壓處理。(102)并于輸送管道2對(duì)氨氣進(jìn)行至少一次減壓處理后，可通過(guò)加熱器23對(duì)輸送管道2內(nèi)部氨氣,進(jìn)行加熱升溫。(103)輸送管道2內(nèi)部氨氣，在經(jīng)過(guò)加熱器23的加熱升溫，而氨氣于吸熱后膨脹，即供氨氣在預(yù)設(shè)溫度(約為攝氏45°C ±0. 5°C )模式，在輸送過(guò)程保持穩(wěn)定、不致產(chǎn)生亂流現(xiàn)象。(104)將吸熱后膨脹的氨氣，輸送至輸送管道2另側(cè)所連設(shè)反應(yīng)槽3。(105)可供氨氣以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽3，則可穩(wěn)定反應(yīng)槽3內(nèi)部氣流環(huán)境。上述氨氣的供應(yīng)源1，可為貯存氨氣的鋼瓶或貯存槽，內(nèi)部貯存氨氣的壓力(表壓顯示)，約為120psi (磅，大氣壓力)左右，且在經(jīng)過(guò)輸送管道2上至少二個(gè)或二個(gè)以上的流量控制閥21、22，對(duì)氨氣進(jìn)行至少二次的減壓處理，使氨氣的壓力減為40psi左右，而經(jīng)過(guò)第二次減壓處理后，則氨氣的壓力則減為IOpsi左右。而輸送管道2上，為可設(shè)置有至少二個(gè)或二個(gè)以上的流量控制閥21、22 (MFC，MassFlow Controler)，以對(duì)輸送管道2內(nèi)部輸送的氨氣，進(jìn)行至少二次以上的減壓處理，并于輸送管道2上可裝設(shè)至少一個(gè)以上的加熱器23，例如輸送管道2上于第一個(gè)流量控制閥21的后側(cè)，裝設(shè)加熱器23 ;或于二相鄰的流量控制閥21、22之間，裝設(shè)加熱器23 ;亦或于最后一個(gè)流量控制閥22的后側(cè)，裝設(shè)加熱器23 ;至于加熱器23則可為不銹鋼管或金屬材質(zhì)等所制成，并可于內(nèi)部注入熱蒸氣或熱水，達(dá)到對(duì)輸送管道2內(nèi)部輸送的氨氣，進(jìn)行加熱升溫的處理。再者，輸送管道2內(nèi)部輸送的氨氣，在經(jīng)過(guò)至少一個(gè)以上加熱器23進(jìn)行加熱升溫后，供氨氣于吸熱后膨脹，而氨氣即處于預(yù)設(shè)溫度(約為攝氏45°C ±0.5°C)模式，溫度高于輸送管道2所在無(wú)塵室環(huán)境的溫度(一般無(wú)塵室的溫度約為攝氏22°C )，則在輸送管道2輸送氨氣的過(guò)程中，氨氣吸熱膨脹后、保持在預(yù)定溫度、不會(huì)再吸收外部熱能，即不會(huì)產(chǎn)生急速降溫或急速升溫現(xiàn)象，可供氨氣在輸送管道2內(nèi)部保持穩(wěn)定、不致產(chǎn)生亂流現(xiàn)象，而當(dāng)氨氣輸送至輸送管道2另側(cè)的反應(yīng)槽3時(shí)，氨氣會(huì)以穩(wěn)定的層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽3內(nèi)部，不會(huì)在反應(yīng)槽3內(nèi)部產(chǎn)生亂流，即有助于反應(yīng)槽3內(nèi)部晶體(如氮化鎵)的生長(zhǎng)，且可通過(guò)輸送道31將反應(yīng)槽3內(nèi)部氣流抽出，送出外部或者回收再利用，以供反應(yīng)槽3內(nèi)部更換氣體，亦避免反應(yīng)槽3內(nèi)囤積氣體無(wú)法排除。
且輸送管道2可為鋁材質(zhì)、銅材質(zhì)或金屬材質(zhì)等，熱傳導(dǎo)效率良好的材質(zhì)所制成；而由供應(yīng)源I至反應(yīng)槽3之間所連設(shè)的輸送管道2長(zhǎng)度，可等于50cm或者大于50cm的預(yù)定長(zhǎng)度設(shè)置，且輸送管道2較佳的實(shí)施長(zhǎng)度可為50cm。再者，上述輸送管道2于另側(cè)所設(shè)的反應(yīng)槽3，可供半導(dǎo)體的晶體(如氮化鎵等)生長(zhǎng)的空間，除由輸送管道2送入氨氣氮?dú)?NH3)之外，并可再注入氮?dú)?N2)、氫氣(H2)或其它氣體等，并利用氮?dú)鈧鬏斎谆?Ga (CH3)3)，以供反應(yīng)槽3內(nèi)部可生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)的晶體。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，非因此局限本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，本發(fā)明氨氣的傳輸方法，是利用貯存氨氣的供應(yīng)源1，將氨氣傳輸至輸送管道2，并通過(guò)輸送管道2上設(shè)置至少二個(gè)或二個(gè)以上的流量控制閥21、22，對(duì)輸送管道2內(nèi)部氨氣進(jìn)行至少二次以上的減壓處理，再將進(jìn)行至少一次以上減壓處理的氨氣，通過(guò)加熱器23進(jìn)行至少一次以上的加熱升溫，而供輸送管道2將氨氣穩(wěn)定傳輸至另側(cè)反應(yīng)槽3的目的，且氨氣以層流狀態(tài)穩(wěn)定的進(jìn)入反應(yīng)槽3，供反應(yīng)槽3內(nèi)部半導(dǎo)體的晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)，故舉凡可達(dá)成前述效果的步驟、方法或裝置等皆應(yīng)受本發(fā)明所涵蓋，此種簡(jiǎn)易修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。本發(fā)明為主要針對(duì)氨氣的傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)，由輸送管道進(jìn)行傳輸氨氣，且輸送管道上設(shè)有至少二個(gè)以上流量控制閥，對(duì)氨氣進(jìn)行至少二次以上的減壓處理，且在經(jīng)過(guò)至少一次減壓處理后，再進(jìn)行至少一次以上的加熱升溫處理，而供氨氣吸熱后膨脹、保持在預(yù)定溫度穩(wěn)定于輸送管道內(nèi)傳輸為主要保護(hù)重點(diǎn)，并在輸送至輸送管道另側(cè)的反應(yīng)槽時(shí)，以層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽內(nèi)，乃僅使反應(yīng)槽內(nèi)部氣體穩(wěn)定、不產(chǎn)生亂流現(xiàn)象的功能，即可供反應(yīng)槽內(nèi)部半導(dǎo)體晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)，惟，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，非因此即局限本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所為的簡(jiǎn)易修飾、替換及等效原理變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氨氣的傳輸方法，其步驟為 (a)供應(yīng)源輸出氨氣進(jìn)入輸送管道； (b)通過(guò)輸送管道進(jìn)行至少二次以上減壓處理； (C)并于至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器對(duì)輸送管道內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫； (d)輸送管道內(nèi)部氨氣吸熱后膨脹，供氨氣在預(yù)設(shè)溫度模式，在輸送過(guò)程保持穩(wěn)定、不產(chǎn)生亂流現(xiàn)象； (e)將吸熱后膨脹的氨氣，輸送至輸送管道另側(cè)所連設(shè)反應(yīng)槽； (f)供氨氣以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽，穩(wěn)定反應(yīng)槽內(nèi)部氣流環(huán)境。
2.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該供應(yīng)源為貯存氨氣的鋼瓶或貯存槽。
3.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道為設(shè)置至少ニ個(gè)以上的流量控制閥，針對(duì)輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣，由供應(yīng)源送出后，進(jìn)行至少二次以上的減壓處理，且于至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器對(duì)輸送道內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫。
4.如權(quán)利要求3所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道是于氨氣經(jīng)過(guò)第一個(gè)流量控制閥予以降壓后，通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱升溫；或于二相鄰流量控制閥之間，進(jìn)行氨氣的降壓、通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫加熱；或于最后ー個(gè)流量控制閥將氨氣降壓后，再通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫加熱；亦或至少ニ個(gè)以上的流量控制閥，于第一個(gè)流量控制閥至最后ー個(gè)流量控制閥側(cè)邊，通過(guò)加熱器進(jìn)行氨氣的加升溫。
5.如權(quán)利要求4所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣由供應(yīng)源送出的壓カ為120psi，并經(jīng)過(guò)至少二次的流量控制閥減壓后，其第一次減壓后的壓カ為40psi、第二次減壓后的壓カ為lOpsi。
6.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道是鋁材質(zhì)管體，其外部設(shè)置具加熱升溫功能的加熱器，而加熱器是不銹鋼管或金屬材質(zhì)制成，且加熱器內(nèi)部供注入熱氣或熱水，再于鋁質(zhì)管體、加熱器外部包覆保溫層。
7.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道對(duì)內(nèi)部氨氣進(jìn)行加熱升溫，其溫度為攝氏45°C ±0. 5°C之間。
8.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該輸送管道另側(cè)所連設(shè)的反應(yīng)槽，是半導(dǎo)體的晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)的空間。
9.如權(quán)利要求I所述氨氣的傳輸方法，其中，該供應(yīng)源至反應(yīng)槽之間所連接輸送管道，其長(zhǎng)度等于或大于50cm的預(yù)定長(zhǎng)度。
全文摘要
一種氨氣的傳輸方法，是由供應(yīng)源輸出氨氣進(jìn)入輸送管道，通過(guò)輸送管道上設(shè)有至少二個(gè)以上的流量控制閥，對(duì)輸送管道內(nèi)部輸送的氨氣，進(jìn)行至少二次以上減壓處理，并于氨氣經(jīng)過(guò)至少一次減壓處理后，通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱升溫，造成輸送管道內(nèi)部的氨氣吸熱后膨脹，則可于輸送過(guò)程中，供氨氣穩(wěn)定輸送、不致產(chǎn)生亂流現(xiàn)象，再將吸熱后膨脹的氨氣，保持在預(yù)設(shè)溫度方式，輸送至輸送管道另側(cè)所連設(shè)反應(yīng)槽，供氨氣以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)槽，配合反應(yīng)槽內(nèi)部的其它氣體，達(dá)到供晶體穩(wěn)定生長(zhǎng)的目的。
文檔編號(hào)C30B25/00GK102776559SQ20111012836
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉承霖, 李典 申請(qǐng)人:特力生有限公司