气瓶流路监控系统的制作方法

本实用新型为提供一种气瓶流路监控系统，特别是可以依据气瓶中气体存量调整流路路径的气瓶流路监控系统。

背景技术：

有机金属化学气相沉积(MOCVD)技术目前普遍使用在半导体Ⅲ-Ⅴ族外延生长工艺上。在外延生长工艺中，通常使用不同种类高纯度金属有机化合物进行工艺所需的薄膜层，供给包括Ⅲ族金属有机化合物、V族氢化物等等前驱物。特定的前驱物实例可以包括三甲基铝trimethyl aluminum,TMA)、三乙基铝(tri ethyl-aluminum,TEA)、三甲基铟(trimethyl indium,TMI)、三乙基铟(triethyl indium,TEI)、三甲基镓(trimethylgallium,TMG)和三乙基镓(triethylgallium,TEG)。可向反应腔导入两种或多种有机金属前驱物以反应并形成包括金属合金的薄膜层。例如，有机金属前驱物可以包括可在基板上形成III族合金氮化物的两种或多种III族金属(例如Al、Ga、In)，例如AlGaN、InGaN、InAIN、InAlGaN等等。例如在AlGaN中，可以向反应腔室内一起导入TMG与TMA以及氮前驱物(例如氨)，以形成合金的III-V层。

所使用前驱物气体装于密封气瓶内，在密封气瓶顶部各有一进气管与出气管，前驱物气体通过管路、由各控制阀件、流量控制器、控制进气量进入钢瓶内，再从出口端的出气管送至反应腔进行沉积反应。当气瓶内的气体量消耗至一定的气体量,需进行更换气瓶的作业，更换过程中必须使用氮气对管路进行清理，清理方式是冲洗残留的高纯度金属有机化合物以免造成管路污染，此种清理方式会使操作人员曝露在这些有毒的高纯度金属有机化合物，损害操作人员的健康。另外，因为工厂中气体消耗量大，因此需要时常更换气体钢瓶，对于雇主来说，会增加大量人力成本。

技术实现要素：

为了改善现有技术所提及的缺失，本实用新型的气瓶流路监控系统包括第一监控部、第二监控部、以及桥接部；第一监控部包括连接第一气瓶的第一流入管件、第一流出管件，第二监控部包括工型管件、与连接第二气瓶的第二流入管件、第二流出管件，工型管件与反应腔连接，并且与第二流入管件、第二流出管件的一端连接；桥接部跨接在第一流出管件与工型管件之间；其中，第一气瓶内的气体流路是经由至少第一流出管件、桥接部、工型管件，从第一监控部流至第二监控部，最后流至反应腔。

基于上述，本实用新型的气瓶流路监控系统藉由新颖的管件设计，将第一气瓶与第二气瓶串联，可调整前驱物气体的供给流路，更换气瓶的经常性作业，可节省更换时间，而且藉此提高气瓶的使用效率，减少气瓶的更换频率与人员清理频率，减少雇主看雇成本以及维护操作人员健康。

附图说明

图1是根据本实用新型的技术，表示气瓶流路监控系统的系统架构图；

图2A是根据本实用新型的技术，表示气瓶流路监控系统的第一具体实施例的示意图；

图2B是根据本实用新型的技术，表示第一具体实施例中，桥接部在第一平面上的投影视图；

图3是根据本实用新型的技术，表示气瓶流路监控系统的工型管件的结构示意图；

图4A是根据本实用新型的技术，表示气瓶流路监控系统的第二具体实施例的示意图；

图4B是根据本实用新型的技术，表示第二具体实施例中，桥接部的立体视图；

图5是根据本实用新型的技术，表示流量高于阈值的操作模式下，气流流向的示意图；以及

图6是根据本实用新型的技术，表示流量低至阈值的操作模式下，气流流向的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本实用新型，在此配合所附的图式、具体阐明本实用新型的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进一步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本实用新型特征有关的示意，并不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。

在本实用新型中，X轴、Y轴与Z轴系采用右旋的卡式坐标系(Cartesian coordinate system)。定义X轴与Y轴所构成的平面为第一平面，X轴与Z轴所构成的平面为第二平面，Y轴与Z轴所构成的平面为第三平面。

首先请参照图1，图1表示气瓶流路监控系统的系统架构图。如图1所示，气瓶流路监控系统1包括第一监控部10、第二监控部12、以及桥接部11；第一监控部10包括连接第一气瓶91A的第一流入管件101A、第一流出管件101B，第二监控部12包括工型管件121、与连接第二气瓶91B的第二流入管件122A、第二流出管件122B，工型管件121与反应腔(未图示)连接，并且与第二流入管件122A、第二流出管件122B的一端连接，优选为以法兰连接；接桥接部11跨接在第一流出管件101B与工型管件121之间，优选为以法兰连接；当第二流出管件122B内的流量低至阈值时，第一气瓶91A内的气体流路是依序经由第一流出管件101B、桥接部11、工型管件121，从第一监控部10流至第二监控部12，最后流至反应腔(未图示)。

接着参照图2A，图2A表示气瓶流路监控系统的第一具体实施例的示意图。如图2A所示，气体源90经由第一流入管件101A流入第一气瓶91A，第一流入管件101A安装有第一流入阀102A，常温久置于第一气瓶91A的气体会部分呈现液态，第一气瓶91A处于气液平衡的状态，第一气瓶91A的气体经由第一流出管件101B流出，依序流至桥接部11、工型管件121，第一流出管件101B安装有第一流出阀102B。在一实施例中，第一流入阀102A、第一流出阀102B可以安装流量计(未图示)。

接着参考图2B，图2B表示第一具体实施例中，桥接部在第一平面上的投影视图。如图2B所示，桥接部11在第一平面上的投影视图为长条状，桥接部11可为直线管路。

接着参照图3，图3表示气瓶流路监控系统的工型管件的结构示意图。如图3所示，工型管件121在第一平面上的投影形状是工字型，由切换管125、流入管126、流出管127构成，切换管125连接流入管126与流出管127而成工字型。切换管125安装有切换阀124。

继续参照图2A，切换阀124为关闭，来自桥接部11的气体从工型管件121的流入管126流至第二流入管件122A，进而流入第二气瓶91B。久置于第二气瓶91B的气体会部分呈现液态，第二气瓶91B处于气液平衡的状态，第二气瓶91B的气体经由第二流出管件122B流出，流经工型管件121的流出管127而流至反应腔92。第二流入管件122A安装有第二流入阀123A，第二流出管件122B安装有第二流出阀123B。在一实施例中，第二流入阀123A、第二流出阀123B可以安装流量计128。

接着参照图4A，图4A表示气瓶流路监控系统的第二具体实施例的示意图。如图4A所示，气体源90经由第一流入管件101A流入第一气瓶91A，第一流入管件101A安装有第一流入阀102A，常温久置于第一气瓶91A的气体会部分呈现液态，第一气瓶91A处于气液平衡的状态，第一气瓶91A的气体经由第一流出管件101B依序流至桥接部11、工型管件121，第一流出管件101B安装有第一流出阀102B。在一实施例中，第一流入阀102A、第一流出阀102B可以安装流量计(未图示)。

图4A中，切换阀124为关闭，来自桥接部11的气体从工型管件121的流入管126流至第二流入管件122A，进而流入第二气瓶91B，最后流至反应腔。久置于第二气瓶91B的气体会部分呈现液态，第二气瓶91B处于气液平衡的状态，第二气瓶91B的气体经由第二流出管件122B流出，流经工型管件121的流出管127而流至反应腔92。第二流入管件122A安装有第二流入阀123A，第二流出管件122B安装有第二流出阀123B。在一实施例中，第二流入阀123A、第二流出阀123B可以安装流量计128，流量是由流量计128测得，安装在第二流出阀123B上的流量计128可量测第二流出管件122B内的流量。

接着参考图4B，图4B表示第二具体实施例中，桥接部的立体视图。如图4B所示，桥接部11可为可弯曲的管路，桥接部11在第一平面上的投影形状可以是弧形。由于第一气瓶91A与第二气瓶91B之间的的距离不固定，可弯曲的桥接部11可适用于距离不同的情况。

在一实施例中，气体源90可为利用净化器将前驱物制成饱和蒸汽，气体源90可包括用于有机金属化学气相沉积的三甲基铝(trimethyl aluminum,TMA)、三乙基铝(triethyl aluminum,TEA)、三甲基铟(trimethyl indium,TMI)、三乙基铟(triethyl indium,TEI)、三甲基镓(trimethyl gallium,TMG)、三乙基镓(triethyl gallium,TEG)、及V族金属氢化物。

当切换阀124为关闭时，可将第一气瓶91A与第二气瓶91B串联使用，然而当第二流出管件122B中气体流量低至阈值时，代表第二气瓶91B内的气体余量太少，阈值优选为15g/分钟，流量低至15g/分钟即不适合使用。切换阀124必须要打开，第二流入阀123A与第二流出阀123B要关闭，使气体不会流入第二气瓶91B。在一实施例中，切换阀124、第二流入阀123A与第二流出阀123B优选为控制阀件，依据流量计128所量测的流量是否低至阈值，以交流讯号传输至控制阀件，可控制切换阀124、第二流入阀123A与第二流出阀123B切换成打开状态或关闭状态。

以下提供本实用新型不同实施例的详细内容，以更加明确说明本实用新型，然而本实用新型并不受限于下述实施例。

接着参考图5，图5表示流量高于阈值的操作模式下，气流流向的示意图。如图5所示，气体源90经由第一流入管件101A将气体流入第一气瓶91A，第一气瓶91A的气体经由第一流出管件101B流出，依序流至桥接部11、工型管件121，切换阀124关闭，因此气体从工型管件121的流入管126经由第二流入管件122A流入第二气瓶91B；第二气瓶91B的气体经由第二流出管件122B流出，流经工型管件121的流出管127而流至反应腔92。当第二流出管件122B内的流量高于阈值时，阈值优选为15g/分钟，切换阀124保持关闭，第二流入阀123A与第二流出阀123B保持打开，使第一气瓶91A内的气体继续经由第一流出管件101B、桥接部11，流至工型管件121的流入管126、第二流入管件122A，再流入第二气瓶91B。第二气瓶91B内的气体经由第二流出管件122B流出，流经工型管件121的流出管127而流至反应腔92。

接着参考图6，图6表示流量低至阈值的操作模式下，气流流向的示意图。如图6所示，气体源90经由第一流入管件101A将气体流入第一气瓶91A，第一气瓶91A的气体经由第一流出管件101B流出，依序流至桥接部11、工型管件121，切换阀124关闭，因此气体从工型管件121的流入管126经由第二流入管件122A流入第二气瓶91B；第二气瓶91B的气体经由第二流出管件122B流出，流经工型管件121的流出管127而流至反应腔92。当第二流出管件122B内的流量低至阈值时，阈值优选为15g/分钟，切换阀124切换成打开，第二流入阀123A与第二流出阀123B切换成关闭，使第一气瓶91A内的气体经由第一流出管件101B、桥接部11，流至工型管件121的切换管125、流出管127，不流入第二气瓶91B，直接流入反应腔92。

整体而言，本实用新型的气瓶流路监控系统1藉由新颖的管件设计，将第一气瓶91A与第二气瓶91B串联，可调整前驱物气体的供给流路，减少气瓶的更换频率；搭配控制阀件的适当安装，可提升气瓶的使用效率。

以上所述仅为本实用新型之较佳实施例，并非用以限定本实用新型之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本实用新型所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。