CN115428131A - 成膜装置及成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种成膜装置，其至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上。由此，提供一种能够应用成膜速度优异的雾化CVD法的成膜装置。

Description

成膜装置及成膜方法
技术领域
本发明涉及一种使用雾状的原料在基体上进行成膜的成膜装置及成膜方法。
背景技术
以往，开发了一种能够实现脉冲激光沉积法(Pulsed laser deposition：PLD)、分子束外延法(Molecular beam epitaxy：MBE)、溅射法等的非平衡状态的高真空成膜装置，能够制作以迄今为止的熔液法等无法制作的氧化物半导体。
另外，开发了一种使用雾化的雾状原料在基板上进行结晶生长的雾化学气相生长法(Mist Chemical Vapor Deposition：Mist CVD。以下也称为“雾化CVD法”。)，能够制作具有刚玉结构的氧化镓(α-Ga2O3)。α-Ga2O3作为带隙较大的半导体而期待应用于能够实现高耐压、低损耗以及高耐热的下一代的开关元件。
关于雾化CVD法，在专利文献1中记载有一种管状炉型的雾化CVD装置。在专利文献2中记载有一种精细通道式的雾化CVD装置。在专利文献3中记载有一种线性源式的雾化CVD装置。在专利文献4中记载有一种管状炉的雾化CVD装置，与专利文献1所记载的雾化CVD装置在向雾产生器内导入载气方面不同。在专利文献5中记载有一种雾化CVD装置，其是在雾发生器的上方设置基板，并且在热板上安装有基座的旋转台。
在图13中示出专利文献6的图1中的输送含有雾的载气的配管和输送稀释气体的配管的连接部301h的放大图。如图13所示，在专利文献6中记载有一种雾化CVD装置，其对输送含有雾的载气的配管302和输送混合雾流体的配管304分别呈直角连接输送稀释气体即添加用流体的配管303，并利用载气输送在原料供给系统中制作出的雾，对含有雾的载气的流动的向量A混合具有正交的添加用流体的流动的向量B的稀释气体(添加用流体)，混合后的混合雾流体的流动的向量C与含有雾的载气的流动的向量A平行。通过使用供给单元而改善面内膜厚分布，该供给单元通过使用稀释气体而与雾的输送量独立地调整混合雾流体的线速度，并向相对的方向供给这样的混合雾流体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-257337号公报
专利文献2：日本特开2005-307238号公报
专利文献3：日本特开2012-46772号公报
专利文献4：日本专利第5397794号公报
专利文献5：日本特开2014-63973号公报
专利文献6：日本特开2020-2396号公报
专利文献7：日本特开2020-2426号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
雾化CVD法与其它的CVD法不同，能够在比较低的温度下进行成膜，也能够制作像α-Ga2O3的刚玉结构那样的准稳定相的结晶结构。
但是，本发明人发现了新的问题，在雾的输送过程中，雾与配管由于稀释气体即添加用流体而碰撞并结露，并且/或者，添加用流体向含有雾的载气的配管倒流，从而雾的输送效率下降，成膜速度下降。该问题在流量越多、即对需要大量气体的大面积基体或多张基体进行成膜时越显著。针对这样的问题，在专利文献7中记载有一种雾化CVD装置，其通过对雾输送部进行加热从而延长雾的寿命，并提高成膜速度。但是，即使使用该方法，也不能完全消除成膜速度的下降。
本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种能够应用成膜速度优异的雾化CVD法的成膜装置、以及成膜速度优异的成膜方法。
(二)技术方案
本发明为了实现上述目的而做出，提供一种成膜装置，其至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上。
根据这样的成膜装置，能够利用简单的装置结构抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流。另外，能够抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，从而能够提高成膜速度。
此时，能够使输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角为180度。
由此，能够进一步抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流。另外，能够进一步抑制由向连接部的配管壁面的碰撞引起的雾的减少，能够进一步提高成膜速度。
此时，能够使所述添加用流体的线速度是含有所述雾的载气的线速度的1倍～100倍。
由此，能够进一步抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部中将低速的含有雾的载气吸引到高速的添加用流体中，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
另外，本发明提供一种成膜装置，其至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是100度以上，使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
根据这样的成膜装置，利用简单的装置结构，即使在流通大流量的气体的情况下，也能够抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流。另外，能够抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，从而能够提高成膜速度。
此时，能够设置为输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上的成膜装置。
由此，能够进一步抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流。另外，能够进一步抑制由向连接部的配管壁面的碰撞引起的雾的减少，能够进一步提高成膜速度。
此时，能够设置为使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的10倍以上的成膜装置。
由此，能够进一步抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部中将低速的含有雾的载气吸引到高速的添加用流体中，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
此时，能够设置为所述连接部件的与输送所述添加用流体的配管连接的部分的截面积是所述连接部件的与输送含有所述雾的载气的配管连接的部分的截面积以下的成膜装置。
由此，添加用流体的流量至少能够增大添加用流体的线速度，雾的线速度的自由度提高，在工业方面有利。
此时，能够设置为使所述载气的流量为8L/min以上的成膜装置。
由此，即使在向需要较多流量的大面积基板成膜时，也能够以更大的成膜速度成膜。
此时，能够设置为作为所述基体而言能够处理面积是10cm2以上的基体的成膜装置。
由此，能够以更快的成膜速度在大面积上对膜进行成膜。
另外，本发明提供一种成膜方法，包括以下工序：在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体；向成膜部输送所述混合雾流体；以及在所述成膜部中对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
根据这样的成膜方法，能够抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流，能够抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，因此能够大幅度改善雾的输送效率，能够提高成膜速度。
此时，能够使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为0度。
由此，能够进一步抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流，能够进一步提高雾的输送效率，并能够进一步提高成膜速度。
此时，能够使所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的1倍～100倍。
由此，能够进一步提高雾的输送效率，另外，通过利用喷射效果在连接部中将低速的含有雾的载气流吸引到高速的添加用流体中，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
本发明另外提供一种成膜方法，包括以下工序：在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体并形成混合雾流体；向成膜部输送所述混合雾流体；以及在所述成膜部中对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为80度以下，使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
根据这样的成膜方法，能够抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流，能够抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，因此能够大幅度改善雾的输送效率，能够提高成膜速度。
此时，能够使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
由此，能够进一步抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流，能够进一步提高雾的输送效率，并能够进一步提高成膜速度。
此时，能够使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的10倍以上。
由此，能够进一步提高雾的输送效率，另外，通过利用喷射效果在连接部中将低速的含有雾的载气流吸引到高速的添加用流体中，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
此时，能够使所述载气的流量为8L/min以上。
由此，即使在向需要较多流量的大面积基板成膜时，也能够以更大的成膜速度成膜。
此时，作为所述基体，能够使用面积是10cm2以上的基体。
由此，能够以更快的成膜速度大面积成膜。
(三)有益效果
如以上那样，根据本发明的成膜装置，能够利用简单的装置结构抑制添加用流体向输送含有雾的载气的配管倒流，能够抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，雾的输送效率良好，能够大幅度改善成膜速度。另外，根据本发明的成膜方法，能够利用简单的方法大幅度改善雾的输送效率，能够大幅度改善成膜速度。
附图说明
图1是本发明的成膜装置的概要结构图。
图2是本发明的成膜装置的原料供给系统的概要结构图。
图3是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的雾化部的一例的图。
图4是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的一例的图。
图5是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的另一例的图。
图6是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的再一例的图。
图7是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的再一例的图。
图8是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的再一例的图。
图9是说明本发明的成膜装置的原料供给系统的连接部的再一例的图。
图10是说明在实施例13中使用的成膜装置的原料供给系统的连接部的图。
图11是示出实施例的结果的图。
图12是示出实施例的结果的图。
图13是说明现有的成膜装置的原料供给系统的连接部的一例的图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于此。
如上所述，正在寻求一种能够应用成膜速度优异的雾化CVD法的成膜装置、以及成膜速度优异的成膜方法。
本发明人对上述技术问题反复深入研究，结果发现利用下述成膜装置，而成为能够应用成膜速度优异的雾化CVD法的成膜装置，并完成了本发明，该成膜装置至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上。
本发明人还发现利用下述成膜装置，而成为能够应用成膜速度优异的雾化CVD法的成膜装置，并完成了本发明，该成膜装置至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是100度以上，使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
另外，发现利用下述成膜方法，而成为一种成膜速度优异的成膜方法，并完成了本发明，该成膜方法包含以下工序：在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体；向成膜部输送所述混合雾流体；以及在所述成膜部中对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
还发现利用下述成膜方法，而成为一种成膜速度优异的成膜方法，并完成了本发明，该成膜方法包含以下工序：在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体；向成膜部输送所述混合雾流体；以及在所述成膜部中对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为80度以下，使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
以下参照附图进行说明。
在此，在本发明中所谓的雾是指在气体中分散的液体的微粒的总称，也包含被称为雾、液滴等的情况。
本发明的成膜装置至少具备：雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；连接于雾化部、并输送含有雾的载气的配管；输送向含有雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；与成膜部连接、并输送将含有雾的载气和添加用流体混合后的混合雾流体的配管；连接部件，其连接输送含有雾的载气的配管、输送添加用流体的配管、以及输送混合雾流体的配管；以及成膜部，其对雾进行热处理而在基体上进行成膜。以下对本发明的成膜装置的构成要素进行详细说明。此外，对于在各附图中共同的事项有时会适当省略说明。
(成膜装置)
图1表示本发明的成膜装置401的一例。成膜装置401具有：载气供给部120、添加用流体供给部130、雾化部201、对雾进行热处理而在基体403上进行成膜的成膜部420、混合雾流体输送部107、以及连接添加用流体供给部130、雾化部201、混合雾流体输送部107的连接部301。另外，成膜装置401具备对成膜装置401的整体或者一部分进行控制的控制部(未图示)，从而可以控制成膜装置401的动作。以下，将成膜部420和根据原料的流动来观察是在成膜部420的上游侧的原料供给系统101(图2参照)分开进行说明。
(原料供给系统)
图2表示本发明的原料供给系统101的一例。原料供给系统101具有：雾化部201，其雾化原料溶液102a而产生雾；载气供给部120，其供给输送雾的载气；添加用流体供给部130，其供给向含有雾的载气中混合的添加用流体；混合雾流体输送部107，其输送将含有雾的载气和添加用流体混合后的混合雾流体；以及连接部301，其连接雾化部201、添加用流体供给部130、以及混合雾流体输送部107。载气供给部120经由雾化部201与添加用流体供给部130及混合雾流体输送部107连接。
(雾化部)
在雾化部201中，调制原料溶液102a并雾化所述原料溶液102a而产生雾。雾化单元只要能够雾化原料溶液102a则没有特别限定，可以是公知的雾化单元，优选使用基于超声波振动的雾化单元。这是因为能够更稳定地雾化。
也一并参照图3来说明这样的雾化部201的一例。例如，雾化部201可以包含：收容有原料溶液102a的雾产生源102、装有能够传递超声波振动的介质例如水103a的容器103、以及安装于容器103的底面的超声波振子104。详细而言，使用支撑体(未图示)将收容有原料溶液102a的雾产生源102收纳于收容有水103a的容器103中。在容器103的底部安装有超声波振子104，超声波振子104与振荡器202连接。而且，构成为，如果使振荡器202工作则超声波振子104振动，超声波经由水103a传播到雾产生源102内，原料溶液102a雾化。
(载气供给部)
如图1、2所示，载气供给部120具有供给载气的载气源105a。此时，也可以具备流量调节阀105b，其用于调节从载气源105a送出的载气的流量。
载气的种类没有特别限定，能够根据成膜物而适当选择。例如，能够举出氧、臭氧、氮、氩等惰性气体、或者氢气、合成气体等还原气体等。另外，载气的种类既可以是1种，也可以是2种以上。例如，还可以将使与第一载气相同的气体被其以外的气体稀释(例如稀释成10倍)后的稀释气体等作为第二载气使用，还能够使用空气。
另外，载气的供给部位可以不是仅1个部位，也可以是2个部位以上。载气的流量没有特别限定。例如，当在直径4英寸(约100mm)的基体上成膜时，优选为1～80L/min，更优选为2～20L/min。
此外，本发明的流量为20℃下的测量值，在以其它的温度测量的情况下、测量了不同种类的流量(质量流量等)的情况下，能够使用气体的状态方程式换算成20℃下的体积流量。
(添加用流体供给部)
如图1、2所示，添加用流体供给部130具有供给添加用流体的添加用流体源106a。此时，可以具备流量调节阀106b，其用于调节从添加用流体源106a送出的添加用流体中的气体的流量。
添加用流体将1种以上的气体作为主成分。气体的种类没有特别限定，能够根据成膜物适当选择。例如，能够举出氧、臭氧、氮、氩等惰性气体、或者氢气、合成气体等还原气体等。另外，关于添加用流体，只要1种以上的气体是主成分，则也可以含有雾。
另外，添加用流体的供给部位可以不是仅1个部位，也可以是2个部位以上。添加用流体中的气体的流量没有特别限定。当在直径4英寸(约100mm)的基体上成膜时，优选为1～80L/min，更优选为4～40L/min。
(连接部)
也一并参照图4来说明连接部301的一例。连接部301具有：配管302，其连接于雾化部201，并输送含有雾的载气；配管303，其在添加用流体供给部130中输送向含有雾的载气中混合的添加用流体；配管304，其在与成膜部402连接的混合雾流体输送部107中输送将含有雾的载气和添加用流体混合后的混合雾流体；以及连接部件305，其连接这些配管。
这些配管以及连接部件的材质能够举出玻璃、石英、氯乙烯、氯化聚醚、丙烯酸树脂、氟树脂(全氟烷氧基烷烃、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚氨酯等，但不限于此。
在本发明的成膜装置中，连接部301利用连接部件305进行连接，以使得：通过所述连接部件305连接的输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是120度以上。特别地，更优选为180度。例如，图5的连接部301a是输送添加用流体的配管303、与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是120度的例子，图4的连接部301是θ为180度的例子。如果将连接部301设置为上述那样的结构，则输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ较大(120度以上)，因此能够抑制添加用流体向输送包含的雾的载气的配管302倒流，另外，不管怎样连接，都能够抑制含有雾的载气由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少。此外，关于流动的向量(图中的A～C)将在后面说明。
如果输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是120度以上，则如图6的连接部301b的连接部件305b、图7的连接部301c的连接部件305c那样，输送含有雾的载气的配管302的朝向(连接的角度)不受限定。
如果输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是120度以上，则也可以如图8的连接部301d的连接部件305d那样，连接有输送添加用流体的第二配管303d。在这种情况下，输送添加用流体的配管303和输送添加用流体的第二配管303d分别与输送混合雾流体的配管304所成的角也可以不同。另外，如图9所示，连接各配管的部分的粗细、截面积也可以不同。
另外，此时，优选添加用流体的线速度是含有雾的载气的线速度的1倍～100倍。为了设置为这样，可以利用上述的控制部控制各流体的流量，也能够通过调整添加用流体的流量、配管的截面积、和含有雾的载气的流量、配管的截面积来实现。
由此，能够进一步抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部中将低速的含有雾的载气吸引到高速的添加用流体中，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
另外，在本发明的成膜装置中，连接部301利用连接部件305进行连接，以使得：通过所述连接部件305连接的输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是100度以上；并且，将连接部301中的添加用流体的线速度设定为含有雾的载气的线速度以上。此时，特别地，优选是120度以上，更优选是180度。例如，图5的连接部301a的连接部件305a是输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ是120度的例子，图4是θ是180度的例子。如果将连接部301设置为上述那样的结构，则输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ较大(100度以上)，因此能够抑制添加用流体向输送含有的雾的载气的配管302倒流，另外，不管怎样连接，都能够抑制含有雾的载气由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少。
另外，此时，关于添加用流体的线速度，只要连接部301中的添加用流体的线速度是含有雾的载气的线速度以上，则没有特别限定。10倍以上可更显著地发挥本发明的效果。另外，线速度之比的上限没有特别限定。添加用流体的速度越快，则可越显著地发挥本发明的结构带来的抑制成膜速度下降的效果。为了设置为这样，可以利用上述的控制部控制各流体的流量，也能够通过调整添加用流体的流量、配管的截面积、和含有雾的载气的流量、配管的截面积来实现。在连接部301中，能够使连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积为连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积以下。例如，通过如图9的连接部301e的连接部件305e那样，使连接部件305e的与输送添加用流体的配管303连接的部分比与其它配管连接的部分细(减小截面积)，从而能够以少量的添加用流体来增大线速度，提高了雾的线速度的自由度，在工业方面有利。另外，如果向成膜部供给的气体的总量较多，则成膜部的热被气体夺取，产生成膜所得到的膜的结晶性降低的问题。因此，通过设置为图9那样的结构，从而能够抑制气体引起的排热，并且能够提高雾的输送效率，增大成膜速度。
另外，线速度能够通过用20℃下的体积流量除以截面积而算出。在以其它的温度测量的情况下、测量不同种类的流量(质量流量等)的情况下，能够使用气体的状态方程式换算成20℃下的体积流量。
由此，能够进一步抑制由于雾向连接部壁面碰撞导致的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部中向高速的添加用流体引低速的含有雾的载气，从而能够更稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
(成膜部)
在成膜部420中，对雾进行加热而产生热反应，在基体403的表面的一部分或者全部进行成膜。成膜部420例如具备成膜室402，在成膜室402内设置有基体403，且能够具备用于对基体403进行加热的热板404。热板404可以如图1所示那样设置于成膜室402的外部，也可以设置于成膜室402的内部。另外，在成膜室402中，也可以在不影响向基体403供给雾的位置上设置排气的排气口405。
另外，在本发明中，可以通过将基体403设置于成膜室402的上表面等方式而成为面朝下，也可以将基体403设置于成膜室402的底面而成为面朝上。
而且，对于成膜装置，更优选能够在成膜部中处理面积为10cm2以上的基体。在基体是圆形的晶圆的情况下，优选能够处理例如直径2英寸(约50mm)以上的晶圆。如果是这样的成膜装置，则能够以更快的成膜速度大面积成膜。
(原料溶液)
原料溶液102a只要包含能够雾化的材料则没有特别限定，可以是无机材料，也可以是有机材料。可适当采用金属或者金属化合物，能够使用包含选自镓、铁、铟、铝、钒、钛、铬、铑、镍以及钴中的一种或两种以上的金属的原料溶液。
所述原料溶液102a只要是能够雾化上述金属则没有特别限定，作为所述原料溶液102a，能够适当采用使所述金属以络合物或盐的方式溶解或分散于有机溶剂或水而得到的原料溶液。作为络合物的方式，例如能够举出乙酰丙酮络合物、羟基络合物、氨络合物、氢化络合物等。作为盐的方式，例如能够举出氯化金属盐、溴化金属盐、碘化金属盐等。另外，将上述金属溶解于氢溴酸、盐酸、氢碘酸等而形成的溶液也能够作为盐的水溶液使用。
另外，也可以在所述原料溶液102a中混合氢卤酸、氧化剂等添加剂。作为所述氢卤酸，例如能够举出氢溴酸、盐酸、氢碘酸等，其中优选氢溴酸或者氢碘酸。作为所述氧化剂，例如能够举出双氧水(H2O2)、过氧化钠(Na2O2)、过氧化钡(BaO2)、过氧化苯甲酰(C6H5CO)2O2等过氧化物、次氯酸(HClO)、高氯酸、硝酸、臭氧水、过乙酸、硝基苯等有机过氧化物等。
而且，在所述原料溶液102a中也可以包含掺杂剂。所述掺杂剂没有特别限定。例如，可以举出锡、锗、硅、钛、锆、钒或者铌等n型掺杂剂、或者铜、银、锡、铱、铑等p型掺杂剂等。掺杂剂的浓度例如可以是约1×1016/cm3～1×1022/cm3，可以是约1×1017/cm3以下的低浓度，也可以是约1×1020/cm3以上的高浓度。
(基体)
基体403只要能够成膜且能够支撑膜则没有特别限定。所述基体403的材料也没有特别限定，能够使用公知的基体，可以是有机化合物，也可以是无机化合物。例如，可以举出聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟树脂、铁、铝、不锈钢、金等金属、硅、蓝宝石、石英、玻璃、氧化镓、钽酸锂等，但不限于此。基体的厚度没有特别限定，优选是10～2000μm，更优选是50～800μm。基体的面积没有特别限定，优选是10cm2以上。在基体是圆形的晶圆的情况下，优选例如直径是2英寸(约50mm)以上的晶圆。这是因为能够以较快的成膜速度大面积成膜。
另外，成膜可以直接在基体上进行，也可以层叠于在基体上形成的中间层的上方。中间层没有特别限定，例如能够以包含铝、钛、钒、铬、铁、镓、铑、铟、铱的任意一种的氧化物为主成分。更具体而言，是Al2O3、Ti2O3、V2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ga2O3、Rh2O3、In2O3、Ir2O3，另外在将选自上述金属元素的2个元素设定为A、B的情况下，可以是由(AxB1-x)2O3(0＜x＜1)表示的2元系的金属氧化物，或者，在将选自上述金属元素的3个元素设定为A、B、C的情况下，可以是由(AxByC1-x-y)2O3(0＜x＜1、0＜y＜1)表示的3元系的金属氧化物。
(成膜方法)
本发明的成膜方法包括以下工序：在雾化部201中雾化原料溶液102a而生成雾、向雾化部201供给载气并从雾化部201输送含有雾的载气、混合含有所述雾的载气和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体、向成膜部420输送混合雾流体、以及在成膜部420中对混合雾流体中的雾进行热处理而在基体403上进行成膜。而且，其特征在于，在上述的形成混合雾流体的工序中，使添加用流体的流动的向量与混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
以下参照图1、2对本发明的成膜方法的一例进行说明。在本发明的成膜方法的1个实施方式中，在原料供给系统中，当将对原料溶液进行雾化或者液滴化而生成的雾通过载气输送到成膜部内的基体时，混合添加用流体而形成混合雾流体，并在基体上使所述雾进行热反应而进行成膜。
首先，将原料溶液102a收容于雾产生源102内，将基体403直接或者经由成膜室402的壁而设置在热板404上，并使热板404工作。接着，打开流量调节阀105b从载气源105a向成膜室402内供给载气，当以载气充分置换了成膜室402的气氛后，利用流量调节阀105b、106b分别调节载气的流量和添加用流体中的气体的流量。
接着，在雾化部201中，使超声波振子104振动，并使该振动通过水103a向原料溶液102a传播，从而使原料溶液102a雾化而生成雾(生成雾的工序)。
接着，雾通过向雾化部201供给的载气而被输送到连接部301(从雾化部输送含有雾的载气的工序)。
而且，在连接部301中，将含有雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体混合而形成混合雾流体(形成混合雾流体的工序)。
此时，如图4、5所示，在形成混合雾流体的工序中，使添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为60度以下。此外，当将输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角设定为θ(度)时，上述的向量B与C的角度与180-θ(度)对应。即，如对于上述连接部301说明的那样，将输送添加用流体的配管303和输送混合雾流体的配管304以所成的角θ是120度以上的方式连接，并输送添加用流体和混合雾流体，在此情况下，如果用“添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量所成的角”来表示，则为60度以下。在连接部301中，能够将添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角设定为60度，另外，也能够设定为0度。这样，使添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为60度以下。特别地，更优选为0度。
如上述那样，图5是输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角θ为120度的例子，在使气体向这样的连接部301流动的情况下，添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为60度。在图4所示的例子(θ＝180度)中，添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为0度。
如果添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角是60度以下，则含有雾的载气的流动的向量A(朝向)没有限定(参照图6、7)。
另外，此时，优选使添加用流体的线速度为含有雾的载气的线速度的1倍～100倍。例如，能够对应各配管的截面积来调整添加用流体的流量、含有雾的载气的流量。
由此，能够进一步抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部301中将低速的含有雾的载气吸引到高速的添加用流体中，从而能够稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
而且，混合雾流体经过混合雾流体输送部107向成膜室402内的基体403输送(向成膜部输送混合雾流体的工序)。这样，通过向成膜部输送混合雾流体，从而能够提高雾向成膜部420的输送效率。
而且，混合雾流体中的雾在成膜室402内利用热板404的热进行热反应，并在基体403上成膜。通过这样进行雾的供给，从而使导入成膜室402内的雾在基体403上以较高的成膜速度成膜(进行成膜的工序)。此外，成膜室402内的气体可以从设置于基体403的上方的排气口405向外部排气。
关于热反应，只要通过加热使雾进行反应即可，反应条件等也没有特别限制。原料能够根据成膜物适当设定。例如，加热温度是120～600℃的范围，优选是200～600℃的范围，更优选是300～550℃的范围。
热反应可以在真空下、非氧气氛下、还原气体气氛下、空气气氛下以及氧气氛下的任意气氛下进行，只要根据成膜物适当设定即可。另外，关于反应压力，可以在大气压下、加压下或者减压下的任意条件下进行，如果是在大气压下成膜，则能够简化装置结构，因此优选。
另外，本发明的成膜方法的特征在于，在上述的形成混合雾流体的工序中，使添加用流体的流动的向量与混合雾流体的流动的向量所成的角为80度以下，连接部301中的添加用流体的线速度是含有雾的载气的线速度以上。
此时，如图4、5所示，在形成混合雾流体的工序中，使添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为80度以下。此外，当将输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角设定为θ(度)时，上述的向量B与C的角度与180-θ
(度)对应。即，如对于上述连接部301说明的那样，将输送添加用流体的配管303和输送混合雾流体的配管304以所成的角θ是100度以上的方式连接，并输送添加用流体和混合雾流体，在此情况下，如果用“添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量所成的角”来表示，则为80度以下。在连接部301中，能够将添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角设定为60度，另外，也能够设定为0度。这样，使添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角为80度以下。特别地，优选是60度以下，更优选是0度。
如果添加用流体的流动的向量B与混合雾流体的流动的向量C所成的角是80度以下，则含有雾的载气的流动的向量A(朝向)没有限定(参照图6、7)。
另外，此时，关于添加用流体的线速度，只要连接部301中的添加用流体的线速度是含有雾的载气的线速度以上，则没有特别限定。10倍以上可更显著地发挥本发明的效果。另外，线速度之比的上限没有特别限定。添加用流体的速度越快，可越显著地发挥本发明的结构带来的抑制成膜速度下降的效果。例如，能够对应各配管的截面积来调整添加用流体的流量、含有雾的载气的流量。
由此，能够进一步抑制由向连接部壁面的碰撞引起的雾的减少，另外，通过利用喷射效果在连接部301中将低速的含有雾的载气引到高速的添加用流体中，从而能够稳定地输送雾，能够进一步提高成膜速度。
在本发明中，可以在成膜后进行退火处理。退火处理的温度没有特别限定，优选是600℃以下，更优选是550℃以下。这是因为不会损害膜的结晶性。退火处理的处理时间没有特别限定，优选为10秒～10小时，更优选为10秒～1小时。
实施例
以下举出实施例对本发明进行具体说明，但这并不限定本发明。
(实施例1)
首先，参照图1来说明在实施例1中使用的成膜装置401。作为成膜装置401，而使用了具备以下部件的装置：载气源105a，其供给载气；流量调节阀105b，其用于调节从载气源105a送出的载气的流量；添加用流体源106a，其供给添加用流体；流量调节阀106b，其用于调节从添加用流体源106a送出的添加用流体中的气体的流量；雾产生源102，其收容有原料溶液102a；容器103，其收容有水103a；超声波振子104，其安装于容器103的底面；成膜室402；配管、连接部301以及混合雾流体输送部107，这些从雾产生源102连接到成膜室402；以及热板404，其设置于成膜室402的外部。
在实施例1中，如图4那样，连接部301使用T字型的连接部件305，将全氟烷氧基烷烃(PFA)制的输送添加用流体的配管303、和输送混合雾流体的配管304以使得这些配管所成的角为180度的方式连接于连接部件305，将PFA制的输送含有雾的运载气体的配管302以相对于这些配管分别成90度的方式连接于连接部件305。
首先，制作了原料溶液。调整0.05mol/L的碘化镓的水溶液，再以体积比为10％的方式含有48％的氢碘酸溶液，将其作为原料溶液102a。
将如上述那样获得的原料溶液102a收容于雾产生源102内。接着，作为基体403而将直径4英寸(约100mm)的c面蓝宝石基体在成膜室402内载置于热板404，使热板404工作而使温度升高到450℃。
接着，打开流量调节阀105b从载气源105a向成膜402内供给载气，当以载气充分置换了成膜室402的气氛后，将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为8L/min、40L/min。此外，在载气及添加用流体中使用了氮。
接着，使超声波振子104以2.4MHz振动，并使该振动通过水103a
向原料溶液102a传播，从而使原料溶液102a雾化而生成了雾。将该雾通过载气输送到连接部301，在连接部301内与添加用流体混合，并经过混合雾流体输送部107向成膜室402内导入。而且，以大气压下且450℃的条件，使雾在成膜室402内产生热反应，并在基体403上形成了具有刚玉结构的氧化镓(α-Ga2O3)的薄膜。成膜时间为30分钟。
将雾产生源102内的原料溶液102a的单位时间的减少量定义为时间平均雾流量，并进行了时间平均雾流量的测量以及成膜。
关于在基体403上形成的薄膜，将测量部位设为基体403上的面内的17点，并使用台阶仪测量膜厚，并根据各自的值计算出平均膜厚。
时间平均雾流量是3.2g/min，平均膜厚是660nm，用平均膜厚除以成膜时间得到的成膜速度是1320nm/h。
(实施例2)
如图5那样，将θ＝120度的Y字型的管作为连接部件305a使用，使得输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角、输送添加用流体的配管303与输送含有雾的载气的配管302所成的角、输送混合雾流体的配管304与输送含有雾的载气的配管302所成的角都为120度，除此以外与实施例1同样地成膜，并进行了评价。
时间平均雾流量是3.0g/min，平均膜厚是590nm，成膜速度是1180nm/h。
(比较例1)
如图13那样，使用θ＝90度的T字型的连接部件305h，将PFA制的输送含有雾的运载气体的配管302与输送混合雾流体的配管304以使得这些配管所成的角为180度的方式连接于连接部件305h，并将PFA制的输送添加用流体的配管303以相对于这些配管分别成90度的方式连接，除此以外与实施例1同样地成膜，并进行了评价。
时间平均雾流量是1.7g/min，平均膜厚是230nm，成膜速度是460nm/h。
(实施例3)
除了将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为20L/min、5L/min以外，与实施例1同样地成膜，并进行了评价。时间平均雾流量是4.6g/min，平均膜厚是1140nm，成膜速度是2280nm/h。
(比较例2)
除了将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为20L/min、5L/min以外，与比较例1同样地成膜，并进行了评价。时间平均雾流量是2.7g/min，平均膜厚是540nm，成膜速度是1080nm/h。
(实施例4)
除了将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为2L/min、50L/min，并将成膜时间设定为120分钟以外，与实施例1同样地成膜，并进行了评价。时间平均雾流量是0.7g/min，平均膜厚是280nm，成膜速度是140nm/h。
(比较例3)
除了将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为2L/min、50L/min，并将成膜时间设定为120分钟以外，与比较例1同样地成膜，并进行了评价。时间平均雾流量是0.1g/min，平均膜厚是60nm，成膜速度是30nm/h。
在表1中汇总了实施例1～4及比较例1～3的结果。
[表1]
Figure BDA0003880224430000241
通过实施例1～4与比较例1～3的比较可知，通过使输送添加用流体的配管与输送混合雾流体的配管所成的角是120度以上，从而大幅度提高了时间平均雾流量，也大幅度提高了成膜速度。
(实施例5)
在实施例5中，使用了与在实施例1中使用的成膜装置401同样的装置。在以下说明与实施例1不同的方面。
在实施例5中，如图9那样，连接部301使用T字型的连接部件305e，将全氟烷氧基烷烃(PFA)制的输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304以使得这些配管所成的角为180度的方式连接于连接部件305e，将PFA制的输送含有雾的载气的配管302以相对于这些配管分别成90度的方式连接于连接部件305e。此时，当将连接部件305e的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB与连接部件305e的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比设定为α(＝SA/SB)时，α是20。另外，此时，连接部件305e与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是0.4cm，连接部件305e的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是3.6cm。
首先，制作了原料溶液。调整0.05mol/L的碘化镓的水溶液，再以体积比为10％的方式含有48％的氢碘酸溶液，将其作为原料溶液102a。
将如上述那样获得的原料溶液102a收容于雾产生源102内。接着，作为基体403而将直径4英寸(约100mm)的c面蓝宝石基体在成膜室402内载置于热板404，使热板404工作而使温度升高到450℃。
接着，打开流量调节阀105b从载气源105a向成膜402内供给载气，当以载气充分置换了成膜室402的气氛后，将载气的流量和添加用流体的流量分别调节为8L/min、4L/min。此外，在载气及添加用流体中使用了氮。
接着，使超声波振子104以2.4MHz振动，并使该振动通过水103a
向原料溶液102a传播，从而使原料溶液102a雾化而生成了雾。将该雾通过载气输送到连接部301，在连接部301内与添加用流体混合，并经过混合雾流体输送部107向成膜室402内导入。而且，以大气压下且450℃的条件，使雾在成膜室402内产生热反应，并在基体403上形成了具有刚玉结构的氧化镓(α-Ga2O3)的薄膜。成膜时间为60分钟。
将雾产生源102内的原料溶液102a的单位时间的减少量定义为时间平均雾流量，并进行了时间平均雾流量的测量以及成膜。
关于在基体403上形成的薄膜，将测量部位设为基体403上的面内的17点，并使用台阶仪测量膜厚，并根据各自的值计算出平均膜厚。用平均膜厚除以成膜时间而算出成膜速度。
(实施例6～8)
除了使添加用流体的流量为10、20、40L/min以外，与实施例5同样地进行了成膜。
(比较例4)
使用如图13那样的θ＝90度的T字型的连接部件305h，将PFA制的输送含有雾的载气的配管302与输送混合雾流体的配管304以使得这些配管所成的角为180度的方式连接于连接部件305h，并将PFA制的输送添加用流体的配管303以相对于这些配管分别成90度的方式连接，除此以外与实施例5同样地成膜，并进行了评价。
(比较例5～7)
除了使添加用流体的流量为10、20、40L/min以外，与比较例4同样地进行了成膜。
(实施例9)
变更连接部件305的形状，使连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为1、使添加用流体的流量为8L/min，除此以外与实施例5同样地进行了成膜。另外，此时，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是1.8cm，连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是1.8cm。
(比较例8)
变更连接部件305的形状，使连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为1、使添加用流体的流量为8L/min，除此以外与比较例4同样地进行了成膜。另外，此时，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是1.8cm，连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是1.8cm。
(实施例10)
变更连接部件305的形状，使连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为50、使添加用流体的流量为24L/min，除此以外与实施例5同样地进行了成膜。另外，此时，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是0.8cm，连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是5.6cm。
(比较例9)
变更连接部件305的形状，使连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为50、使添加用流体的流量为24L/min以外，与比较例4同样地进行了成膜。另外，此时，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是0.8cm，连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是5.6cm。
(实施例11)
如图5那样，将θ＝120度的Y字型的管作为连接部件305a使用，使得输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角、输送添加用流体的配管303与输送含有雾的载气的配管302所成的角、输送混合雾流体的配管304与输送含有雾的载气的配管302所成的角都为120度，除此以外与实施例5同样地成膜，并进行了评价。
(实施例12)
除了使添加用流体的流量为40L/min以外，与实施例11同样地进行了成膜。
(实施例13)
如图10那样，将θ＝100度的Y字型的管作为连接部件305f使用，使得输送添加用流体的配管303与输送混合雾流体的配管304所成的角为100度，且输送添加用流体的配管303与输送含有雾的载气的配管302所成的角、输送混合雾流体的配管304与输送含有雾的载气的配管302所成的角都为130度，除此以外与实施例5同样地成膜，并进行了评价。
(实施例14)
除了使添加用流体的流量为10L/min以外，与实施例13同样地进行了成膜。
在表2中汇总了实施例5～14及比较例4～9的结果。此外，配管角度表示输送添加用流体的配管与输送混合雾流体的配管所成的角，线速度比表示用添加用流体的线速度除以载气的线速度而得到的值。另外，在图11、图12中示出相对于线速度比分别绘制了时间平均雾流量、成膜速度的图。
[表2]
Figure BDA0003880224430000281
(实施例15)
使用了直径6英寸(150mm)的蓝宝石基板，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为1，载气的流量以及添加用流体的流量都设定为20L/min，除此以外与实施例5同样地进行了成膜。此时，线速度比是1，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是2.6cm，连接部件305与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是2.6cm。另外，时间平均雾流量是4.65g/min，成膜速度是1.42μm/hr。
(实施例16)
使用了直径6英寸(150mm)的蓝宝石基板，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为1，载气的流量以及添加用流体的流量都设定为20L/min，除此以外与实施例11同样地进行了成膜。此时，线速度比是1，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是2.6cm，连接部件305与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是2.6cm。另外，时间平均雾流量是4.25g/min，成膜速度是1.26μm/hr。
(实施例17)
使用了直径6英寸(150mm)的蓝宝石基板，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA之比α为1，载气的流量以及添加用流体的流量都设定为20L/min，除此以外与实施例13同样地进行了成膜。此时，线速度比是1，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是2.6cm，连接部件305与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是2.6cm。另外，时间平均雾流量是4.04g/min，成膜速度是1.06μm/hr。
(比较例10)
使用了直径6英寸(150mm)的蓝宝石基板，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的截面积SB、与连接部件305的与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的截面积SA的比α为1，载气的流量以及添加用流体的流量都设定为20L/min，除此以外与比较例4同样地进行了成膜。此时，线速度比是1，连接部件305的与输送添加用流体的配管303连接的部分的内径是2.6cm，连接部件305与输送含有雾的载气的配管302连接的部分的内径是2.6cm。另外，时间平均雾流量是1.81g/min，成膜速度是0.43μm/hr。
通过实施例5～14与比较例4～9、实施例15～17与比较例10的比较可知，通过使输送添加用流体的配管与输送混合雾流体的配管所成的角是100度以上，并使添加用流体的线速度为载气的线速度以上，从而大幅度提高了时间平均雾流量，也大幅度提高了成膜速度。
本发明不限于上述实施方式。上述实施方式是例示，凡具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构、起到同样的作用效果的任何方案都包含在本发明的技术范围内。

Claims (17)

1.一种成膜装置，其特征在于，至少具备：
雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；
连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；
输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；
与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；
连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及
成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，
通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是180度。
3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述添加用流体的线速度是含有所述雾的载气的线速度的1倍～100倍。
4.一种成膜装置，其特征在于，至少具备：
雾化部，其雾化原料溶液而产生雾；
连接于所述雾化部、并输送含有所述雾的载气的配管；
输送向含有所述雾的载气中混合、并以1种以上的气体为主成分的添加用流体的至少一根以上的配管；
与成膜部连接、并输送将含有所述雾的载气和所述添加用流体混合后的混合雾流体的配管；
连接部件，其连接输送含有所述雾的载气的配管、输送所述添加用流体的配管、以及输送所述混合雾流体的配管；以及
成膜部，其对所述雾进行热处理而在基体上进行成膜，
通过所述连接部件连接的、输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是100度以上，
使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
5.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，
输送所述添加用流体的配管与输送所述混合雾流体的配管所成的角是120度以上。
6.根据权利要求4或5所述的成膜装置，其特征在于，
使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的10倍以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述连接部件的与输送所述添加用流体的配管连接的部分的截面积是所述连接部件的与输送含有所述雾的载气的配管连接的部分的截面积以下。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
使所述载气的流量为8L/min以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
作为所述基体，能够处理面积是10cm2以上的基体。
10.一种成膜方法，其特征在于，包括以下工序：
在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；
向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；
混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体；
向成膜部输送所述混合雾流体；以及
在所述成膜部中，对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，
在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
11.根据权利要求10所述的成膜方法，其特征在于，
使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为0度。
12.根据权利要求10或11所述的成膜方法，其特征在于，
使所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的1倍～100倍。
13.一种成膜方法，其特征在于，包括以下工序：
在雾化部中雾化原料溶液而生成雾；
向所述雾化部供给载气并从所述雾化部输送含有雾的载气；
混合含有所述雾的载气、和以1种以上的气体为主成分的至少1种添加用流体而形成混合雾流体；
向成膜部输送所述混合雾流体；以及
在所述成膜部中，对所述混合雾流体中的雾进行热处理而在基体上进行成膜，
在形成所述混合雾流体的工序中，使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为80度以下，
使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度以上。
14.根据权利要求13所述的成膜方法，其特征在于，
使所述添加用流体的流动的向量与所述混合雾流体的流动的向量所成的角为60度以下。
15.根据权利要求13或14所述的成膜方法，其特征在于，
使所述连接部中的所述添加用流体的线速度为含有所述雾的载气的线速度的10倍以上。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的成膜方法，其特性在于，
使所述载气的流量为8L/min以上。
17.根据权利要求10～16中任一项所述的成膜方法，其特征在于，
作为所述基体，能够使用面积是10cm2以上的基体。
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