CN217948254U - 成膜系统及成膜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的成膜装置对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,所述成膜装置包括:雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及排气部,从所述成膜部排出废气,且在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流。由此,提供一种能够应用雾CVD法、能够形成膜厚的面内均一性优异的膜的成膜系统及成膜装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种使用雾状的原料溶液在基板上进行成膜的成膜系统及成膜装置。
背景技术
以往,开发出了脉冲激光沉积法(Pulsed laser deposition,PLD)、分子束外延法(Molecular beam epitaxy,MBE)、溅镀法等可实现非平衡状态的高真空成膜装置,可制作迄今为止的融液法等无法制作的氧化物半导体。而且,开发出了使用经雾化的雾状的原料在基板上进行结晶成长的雾化学气相沉积法(Mist Chemical Vapor Deposition,MistCVD,以下也称为“雾CVD 法”),可制作具有刚玉(corundum)结构的氧化镓(α-Ga2O3)。α-Ga2O3作为带隙大的半导体而期待应用于可实现高耐压、低损失及高耐热的下一代的切换元件。
关于雾CVD法,专利文献1中记载了一种管状炉型的雾CVD装置。专利文献2中记载了一种精细通道(fine channel)型的雾CVD装置。专利文献3中记载了一种线源(linearsource) 型的雾CVD装置。专利文献4中记载了一种管状炉的雾CVD装置,在向雾产生器内导入载气的方面,与专利文献1所记载的雾CVD装置不同。专利文献5记载了下述雾CVD装置,即:在雾产生器的上方设置基板,进而承座(susceptor)为加热板上所配备的旋转台。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平1-257337号公报
[专利文献2]日本专利特开2005-307238号公报
[专利文献3]日本专利特开2012-46772号公报
[专利文献4]日本专利第5397794号
[专利文献5]日本专利特开2014-63973号公报
实用新型内容
[实用新型所要解决的问题]
雾CVD法与其他CVD法不同,可在相对较低的温度下进行成膜,也可制作α-Ga2O3的刚玉结构那样的准稳定相的结晶结构。
但是,本实用新型的创作人等发现了下述问题,即:在从基板的上方供给雾时,含有热对流或雾的气体与周围气体的混合,导致雾流被扰乱,而难以维持所形成的膜的膜厚的面内均一性。
本实用新型是为了解决所述问题而成,其目的在于提供一种能够应用雾CVD法、能够形成膜厚的面内均一性优异的膜的成膜系统、成膜装置、氧化镓膜及层叠体。
[解决问题的技术手段]
本实用新型是为了达成所述目的而成,提供一种成膜系统,其对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:
所述基板;
雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;
载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;
成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及
排气部,从所述成膜部排出废气,
在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:
喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及
顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流,
所述载置部为用来加热所述基板的加热板。
根据此种成膜系统,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。通过利用顶板的整流效果和因雾从喷嘴的供给与废气从排气部的排出所产生的对流的协同效应,而能够在基板上方产生沿着基板的(与基板表面平行的)均匀的气流,而能够在基板上生成均匀的膜。
另外,本实用新型提供一种成膜装置,其对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:
雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;
载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;
成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及
排气部,从所述成膜部排出废气,
在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:
喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及
顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流,
所述载置部为用来加热所述基板的加热板。
根据此种成膜装置,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。通过利用顶板的整流效果和因雾从喷嘴的供给与废气从排气部的排出所产生的对流的协同效应,而能够在基板上方产生沿着基板的(与基板表面平行的)均匀的气流,而能够在基板上生成均匀的膜。
并且,可为所述喷嘴与所述顶板设置于所述载置部的竖直上方。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可为所述顶板与所述喷嘴的侧面相接设置。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可为所述顶板与所述喷嘴的开口面设置于同一平面内。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可为以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面平行的方式设置所述顶板。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可为以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面的高度位置的差成为0.15 cm以上且6.05cm以下的方式设置所述顶板。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,可为以所述喷嘴的开口面与载置于所述载置部的所述基板的高度位置的差成为0.1 cm以上且6.0cm以下的方式设置所述喷嘴。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在将所述顶板的底面的面积设为B[cm2]时,可设为B≧40。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在将所述基板的面积设为A[cm2]、将所述顶板的底面的面积设为B[cm2]时,可设为B/A≧0.5。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,可进而包括:移动机构,使所述基板在所述喷嘴的下方移动。
由此,能够大面积地形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可为所述原料溶液包含镓。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的氧化镓膜。
可为所述原料溶液包含卤素。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,本实用新型提供一种成膜方法,其对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:
雾产生工序,将所述原料溶液雾化而产生雾;
雾搬送工序,通过载气将所述雾搬送至成膜部;以及
成膜工序,向载置于所述成膜部内的载置部的所述基板上供给所述雾,进行热处理而进行成膜,并且将废气排出,
在所述成膜工序中,
从所述载置部的上方所包括的喷嘴向所述载置部的上方所包括的顶板与所述基板之间进行所述雾向所述基板上的供给,由此向所述基板上供给经整流的所述雾。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。通过利用顶板的整流效果和因雾从喷嘴的供给与废气的排出所产生的对流的协同效应,而能够在基板上方产生沿着基板的(与基板表面平行的)均匀的气流,而能够在基板上生成均匀的膜。
另外,可将所述喷嘴与所述顶板设置于所述载置部的竖直上方。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可将所述顶板与所述喷嘴的侧面相接设置。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可将所述顶板与所述喷嘴的开口面设置于同一平面内。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面平行的方式设置所述顶板。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面的高度位置的差成为0.15 cm以上且6.05cm以下的方式设置所述顶板。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,可以所述喷嘴的开口面与载置于所述载置部的所述基板的高度位置的差成为0.1cm 以上且6.0cm以下的方式设置所述喷嘴。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在将所述顶板的底面的面积设为B[cm2]时,可设为B≧40。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在将所述基板的面积设为A[cm2]、将所述顶板的底面的面积设为B[cm2]时,可设为B/A≧0.5。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在所述成膜工序中,可使所述基板在所述喷嘴的下方移动。
由此,能够大面积地形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,可使所述原料溶液包含镓。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的氧化镓膜。
另外,可使所述原料溶液包含卤素。
由此,能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,在将从所述喷嘴供给的所述载气的流量设为Q[L/分钟]、将所述废气的流量设为E[L/ 分钟]时,可将E/Q设为5以下。
由此,能够形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,可将所述基板设为成膜的面的面积为50cm2以上的基板、或直径为4英寸(100mm) 以上的基板。
由此,能够大面积地形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,本实用新型提供一种氧化镓膜,其具有刚玉结构,其中,
所述氧化镓膜掺杂有掺杂剂,面积为50cm2以上,或直径为4英寸(100mm)以上,
所述氧化镓膜的膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下。
此种氧化镓膜为膜厚的面内均一性良好的大面积的膜。
另外,本实用新型提供一种层叠体,其为具有刚玉结构的氧化镓膜与基板的层叠体,其中,
所述层叠体的所述氧化镓膜掺杂有掺杂剂,面积为50cm2以上,或直径为4英寸(100mm) 以上,
所述氧化镓膜的膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下。
此种层叠体为在基板上包括膜厚的面内均一性良好的大面积的氧化镓膜的层叠体。
[实用新型的效果]
如以上那样,如果为本实用新型的成膜系统及成膜装置,那么能够使用雾状的原料溶液在基板上形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,如果为本实用新型的氧化镓膜或层叠体,那么能够获得膜厚的面内均一性良好的大面积的氧化镓膜。
附图说明
图1是表示本实用新型的成膜装置的一例的概略结构图。
图2是对本实用新型中的雾化部的一例进行说明的图。
图3是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图4是对本实用新型中的喷嘴的一例进行说明的图。
图5是对包括多个喷嘴的情形时的一例进行说明的图。
图6是对包括多个喷嘴开口面的喷嘴的一例进行说明的图。
图7是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图8是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图9是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图10是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图11是对本实用新型中的成膜部的一例进行说明的图。
图12是对本实用新型中的基板的移动机构的一例进行说明的图。
图13是对在喷嘴下方往返运动的移动机构的一例进行说明的图。
图14是对在喷嘴下方朝一个方向旋转移动的移动机构的一例进行说明的图。
图15是表示实施例10所使用的顶板的图。
图16是对本实用新型中的排气部的一例进行说明的图。
图17是表示实施例所使用的顶板(长方形形状)的图。
图18是对实施例13所使用的成膜装置的一例进行说明的图。
图19是表示本实用新型的氧化镓膜及层叠体的一例的概略截面图。
[符号的说明]
101:成膜装置
102a:载气源
102b:稀释用载气源
103a、103b:流量调节阀
104:雾产生源
104a:原料溶液
105:容器
105a:水
106:超声波振子
107:成膜室
108:加热板
109:搬送部
109a:供给管
110:基板
111:排气口
112:载置部
116:激振器
120:雾化部
130:载气供给部
140、140a、140b、140c、140d、140e、140f:成膜部
150、150a、150b:喷嘴
151:连接部
152:喷嘴开口面
153、153a、153b、153c、153d、153e、153f、153g、153h、153i:顶板
154a、154b:固定具
160、160a、160b:移动机构
161a:移动台
170:排气部
171:排气管道
172:排气单元
173:排气流量调整阀
180:氧化镓膜
181:层叠体
190:成膜系统
H:喷嘴开口面与基板的高度位置的差
I:顶板的底面与载置部的载置面的高度位置的差
L:喷嘴开口面的长轴长度
具体实施方式
以下,对本实用新型进行详细说明,但本实用新型不限定于这些说明。
如上所述,谋求一种在雾CVD法中能够形成膜厚的面内均一性良好的膜的成膜系统及成膜装置。
本实用新型的创作人等对所述课题反复进行了锐意研究,结果发现,通过如下成膜系统能够形成膜厚的面内均一性优异的膜,从而完成本实用新型,所述成膜系统对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:所述基板;雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及排气部,从所述成膜部排出废气,在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流,所述载置部为用来加热所述基板的加热板。
另外发现,通过如下成膜装置能够形成膜厚的面内均一性优异的膜,从而完成本实用新型,所述成膜装置对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及排气部,从所述成膜部排出废气,在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流,所述载置部为用来加热所述基板的加热板。
另外发现,通过如下成膜方法能够形成膜厚的面内均一性优异的膜,从而完成本实用新型,所述成膜方法对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,包括:雾产生工序,将所述原料溶液雾化而产生雾;雾搬送工序,通过载气将所述雾搬送至成膜部;以及成膜工序,向载置于所述成膜部内的载置部的所述基板上供给所述雾,进行热处理而进行成膜,并且将废气排出,在所述成膜工序中,从所述载置部的上方所包括的喷嘴向所述载置部的上方所包括的顶板与所述基板之间进行所述雾向所述基板上的供给,由此向所述基板上供给经整流的所述雾。
另外发现,通过如下氧化镓膜或层叠体,能够制成膜厚的面内均一性良好的大面积的氧化镓膜、或在基板上包括所述氧化镓膜的层叠体,从而完成本实用新型,所述氧化镓膜具有刚玉结构,其中,所述氧化镓膜掺杂有掺杂剂,面积为50cm2以上,或直径为4英寸(100mm) 以上,所述氧化镓膜的膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下,进而,所述层叠体为具有刚玉结构的氧化镓膜与基板的层叠体,其中,所述层叠体的所述氧化镓膜掺杂有掺杂剂,面积为50cm2以上,或直径为4英寸(100mm)以上,所述氧化镓膜的膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下。
以下,参照附图进行说明。
(氧化镓膜)
图19中示出本实用新型的氧化镓膜(及本实用新型的层叠体)的一例的概略截面图。
本实用新型的具有刚玉结构的氧化镓膜180具有如下特征:面积为50cm2以上,或直径为4英寸(100mm)以上,膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下。此外,由于膜的面积或直径越大,可获得面积越大的膜,故而上限并无特别限定,作为上限例,可将面积设为750 cm2,或将直径设为12英寸(300mm)。通常氧化物半导体膜包含金属与氧,在本实用新型的氧化镓膜180中,金属以镓作为主要成分。这里提及的主要成分意指在金属成分中50%~100%为镓。作为镓以外的金属成分,例如也可以包含选自铁、铟、铝、钒、钛、铬、铑、铱、镍及钴中的一种或两种以上金属。
膜厚的面内分布为±3.1%以上且11.7%以下,进而优选低于±8.2%。此处,本实用新型中提及的膜厚的面内分布例如可对面内的9个以上点进行测定,作为
膜厚分布[±%]=(最大膜厚-最小膜厚)/(平均膜厚)/2×100
而算出。膜厚可利用阶差式膜厚计(阶差计)、光干涉式膜厚计等进行测定,只要能够测定各处的膜厚,那么测定法并无特别限定。
作为以往的成膜装置或成膜方法中膜厚的面内分布变差(变大)的理由,认为在于:雾的供给法或供给量、基板周围的结构等导致雾的供给量变得不均;基板产生温度分布等。因此,本实用新型的创作人进行锐意调查,并反复试错,结果认为,通过如下文所述的成膜装置那样使基板的周围结构变得合适,使得供给量变得均匀,而能够使膜厚分布的面内均一性变得良好,从而首次成功获得如上所述的膜厚的面内分布的均匀性良好的大面积的膜。
另外,可根据用途在本实用新型的氧化镓膜180中包含掺杂剂。所述掺杂剂并无特别限定。例如可列举:锡、锗、硅、钛、锆、钒及铌等n型掺杂剂;或铜、银、锡、铱及铑等p 型掺杂剂等。掺杂剂的浓度例如可为约1.0×1016~1.0×1022/cm3,可设为约1.0×1017/cm3以下的低浓度,也可以设为约1.0×1020/cm3以上的高浓度。
在本实用新型的氧化物半导体膜180中,膜厚并无特别限定。例如可为0.05μm~100μm,优选0.1μm~50μm,更优选0.5μm~20μm。
(层叠体)
本实用新型的层叠体181具有如下特征:在基板110上包括面积为50cm2以上、或直径为4英寸(100mm)以上的具有刚玉结构的氧化镓膜180。
也可以在基板110与氧化镓膜180之间介置其他层。其他层为组成与基板110及最表层的氧化镓膜180不同的层,例如可为结晶性氧化物膜、绝缘膜、金属膜等任一种。
本实用新型的氧化镓膜180或层叠体181可通过适当进行结构设计而用于半导体装置。例如,可构成肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)、金属半导体场效晶体管(Metal Semiconductor-Field Effect Transistor,MESFET)、高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)、金属氧化膜半导体场效晶体管(MetalOxide Semiconductor-Field Effect Transistor,MOSFET)、静电感应晶体管(StaticInduction Transistor,SIT)、结型场效晶体管 (Junction Field Effect Transistor,JFET)、绝缘栅型双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor, IGBT)、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)等各自的半导体层。
本实用新型的氧化镓膜180或层叠体181可通过使用下文所述的本实用新型的成膜装置进行成膜而获得。对此种本实用新型的成膜装置及成膜方法进行说明。
此处,本实用新型中提及的雾是指分散于气体中的液体的微粒子的总称,也包含被称为薄雾、液滴等的雾。
(成膜装置)
图1中示出本实用新型的成膜装置101的一例。成膜装置101包括:雾化部120,将原料溶液雾化而产生雾;载气供给部130,供给载气,所述载气搬送雾;成膜部140,对雾进行热处理而在基板上进行成膜;搬送部109,将雾化部120与成膜部140连接,通过载气搬送雾;以及排气部170,将废气从成膜部140排出。另外,成膜装置101可通过包括对成膜装置101 的整体或一部分进行控制的控制部(未图示),而对其动作进行控制。
(雾化部)
雾化部120中将原料溶液雾化而产生雾。雾化方法只要可将原料溶液雾化,则并无特别限定,也可为众所周知的雾化方法,优选使用利用超声波振动的雾化方法。其原因在于,可更稳定地雾化。
将此种雾化部120的一例示于图2。例如也可包括:雾产生源104,收容原料溶液104a;容器105,加入有可传递超声波振动的介质、例如水105a;以及超声波振子106,安装于容器 105的底面。详细而言,使用支撑体(未图示),将包括收容有原料溶液104a的容器的雾产生源104收纳于收容有水105a的容器105。在容器105的底部,配备有超声波振子106,将超声波振子106与激振器116连接。并且,以如下方式构成:若使激振器116工作,则超声波振子106振动,超声波经由水105a传播至雾产生源104内,原料溶液104a雾化。
(载气供给部)
载气供给部130包括供给载气(主载气)的载气源102a,也可包括用于调节从载气源102a 送出的主载气的流量的流量调节阀103a。另外,视需要也可包括供给用于稀释的载气(稀释用载气)的稀释用载气源102b、或用于调节从稀释用载气源102b送出的稀释用载气的流量的流量调节阀103b。
载气的种类并无特别限定,可根据成膜物而适当选择。例如,可列举:氧气、臭氧、氮气或氩气等惰性气体;或者氢气或发泡气体等还原气体等。另外,载气的种类可为一种,也可为两种以上。例如,也可将与第一载气相同的气体经除此以外的气体稀释(例如稀释至10 倍)而得的稀释气体等进一步用作第二载气,也可使用空气。
另外,载气的供给部位可仅为一处,也可为两处以上。
载气的流量并无特别限定。例如于在直径4英寸(10cm)的基板上成膜的情形时,优选设为1L/分钟~80L/分钟,更优选设为4L/分钟~40L/分钟。
此外,所述载气的流量Q设为20℃下的测定值,在以其他温度进行测定的情形或测定不同种类的流量(质量流量等)的情形时,可使用气体的状态方程式换算成20℃下的体积流量。
(成膜部、排气部)
成膜部140中,将雾加热而发生热反应,对基板110的表面的一部分或全部进行成膜。关于成膜部140,可将成膜部140的一部分或整体包围。例如,可如图1所示,将成膜部140的整体包围而设为成膜室107。另外,成膜室107并不限定于完整的包围形状,也可为具有间隙而仅包围成膜部的一部分的形状。在成膜部140配备有载置基板的载置部112。在成膜部140设置有基板110,可包括用来加热所述基板110的加热板108。如图1所示,加热板108 可设置于成膜室107的内部,也可设置于成膜室107的外部。
进而,在成膜部140,如图3所示,在载置部112的上方配备有用来向所述基板110供给雾的喷嘴150。
将喷嘴150的一例示于图4。喷嘴150包括将搬送部109与喷嘴150连接的连接部151、及用于喷出雾的喷嘴开口面(也简称为开口面)152。
喷嘴的个数及开口面的个数只要为一个以上,则并无特别限定。可如图5那样包括多个喷嘴(喷嘴150a),也可如图6那样存在多个开口面(喷嘴150b)。
另外,包括喷嘴开口面152的平面与包括基板110的平面所形成的角度并无特别限定。可设置喷嘴,所述喷嘴包括以雾容易沿着特定方向流动的方式倾斜的喷嘴开口面,但优选如图3那样,以载置部112的载置基板110的面与喷嘴开口面平行的方式设置。其原因在于:可利用更简单的结构形成膜厚的面内均一性更良好的膜。
在将喷嘴开口面152的面积设为S[cm2]、将载气的流量设为Q[L/分钟]、将喷嘴开口面152 与基板110间的高度位置的差(例如喷嘴开口面152内的点与基板110的表面的距离中最长的距离)设为H[cm]时,SH/Q为0.015以上为宜,优选0.1以上且20以下。若SH/Q≧0.015,则成为膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,此时喷嘴开口面152中的与基板正交的方向的气体的速度为0.01m/s以上且8.0m/s 以下为宜,优选0.1m/s以上且2.0m/s以下。
另外,此时,喷嘴开口面152的面积S为0.1以上且400以下为宜。喷嘴开口面152与基板110间的高度位置的差H为0.1以上且6.0以下为宜,更优选0.2以上且3.0以下。其原因在于:所形成的膜成为膜厚的面内均一性更良好的膜。
在将喷嘴开口面152的面积设为S[cm2]、将基板的面积设为A[cm2]时,优选S/A≦0.3,更优选0.004≦S/A≦0.15。通过为S/A≦0.3,而成为膜厚的面内均一性更良好的膜。另外,此时,基板的面积A优选10cm2以上,更优选50cm2以上,上限并无特别限定。由于基板的面积越大,由一次制膜可获得面积越大的膜,故而适于大量的制造。
喷嘴开口面152的形状并无特别限定。可考虑多边形、圆形、椭圆等,优选为四边形,更优选为长方形。在喷嘴开口面152的形状为长方形时,在将喷嘴开口面152的长轴长度设为L[cm]、将基板的喷嘴长轴方向的最大长度设为R[cm]时,L/R≧1为宜。其原因在于:只要 L/R≧1,则能够在大面积基板形成膜厚的面内均一性良好的膜。L/R的上限并无特别限定, L/R越大,则未供给至基板的雾越增多,因此优选设为3以下。
顶板153只要如图3那样设置于载置部112的上方即可,形状、尺寸、设置位置、设置高度、设置方法、材质、个数并无特别限定。例如在包括成膜室107的情形时,只要在成膜室107的顶部于载置部112中的基板110之间设置有顶板153即可。通过配置顶板153,在利用热处理进行的成膜处理时,不易因热对流引起的周围气体的流动而扰乱雾流,将从喷嘴150供给的雾整流并供给至基板110上,而能够形成膜厚的面内均一性优异的膜。
此外,如上文所述那样,喷嘴150与顶板153的位置为载置部112的上方即可,并无特别限定,例如可如图3那样分别配置于载置基板110的加热板108的上表面的竖直上方。此种配置简单,并且能够在基板上形成膜厚均匀性充分优异的膜。
另外,可在顶板153配备能够对基板110的朝向载置部112的表面(底面)的温度进行调整的温度调整机构(未图示)。若所述表面(底面)的温度过高,则促进雾的蒸发,因此基板 110上的与喷嘴开口面152分离的位置处的膜厚增加,若温度过低,则雾的蒸发变慢,靠近喷嘴开口面152的部位处的膜厚降低。优选在40℃~120℃左右进行控制。
顶板形状可考虑多边形、半圆形、圆形、椭圆,优选设为四边形。其原因在于:对称性良好,所形成的膜的膜厚的面内均一性变得良好。
另外,顶板可与喷嘴的侧面相接,也可设置间隙。例如可在顶板形成孔(即环形),并将喷嘴插入所述孔中。此时,顶板与喷嘴的侧面之间为2cm以下为宜,优选为1cm以下,更优选为0cm。其原因在于:成为膜厚的面内均一性良好的膜。
此外,顶板与喷嘴开口面的距离在喷嘴与顶板成为一体的情形时,设为0cm,在分开的情形时,设为顶板与喷嘴开口面之间的最短距离减去喷嘴的壁面厚度所得的值。例如,在顶板与喷嘴开口面的距离为2.5cm,最短距离中包括喷嘴的壁面的情形时,在喷嘴的壁面厚度为0.5cm时,顶板与喷嘴开口面的最短距离为2.0cm。
另外,顶板可如图7(成膜部140a)的顶板153a那样,通过固定具154a等从成膜室垂下,但优选如图3那样固定于喷嘴的侧面。其原因在于:所形成的膜的膜厚的面内均一性良好。
另外,顶板的一部分或整体可如图8(成膜部140b)的顶板153b那样,以雾容易沿着特定的方向流出的方式弯曲,也可弯折,优选如图3那样以与载置部112平行的方式设置。更具体而言,优选以载置部112的载置基板110的面与顶板153的底面平行的方式设置顶板153。其原因在于:所形成的膜的膜厚的面内均一性良好。
另外,顶板可与喷嘴的开口面设置于同一平面内,也可如图9(成膜部140c)的悬挂于固定具154b的顶板153c那样比喷嘴150的开口面更靠近基板110,也可如图10(成膜部140d) 的顶板153d那样比喷嘴150的开口面更远离基板110。但更优选与喷嘴150的开口面设置于同一平面内。其原因在于:所形成的膜的膜厚的面内均一性更良好。
另外,可在成膜部140配备如能够适当调整喷嘴开口面152与基板110间的高度位置的差H[cm]或顶板153与载置部112的载置基板110的面间的高度位置的差I[cm]的位置调整机构(未图示)。
另外,顶板的厚度并无特别限定,为2mm以上为宜。其原因在于:可抑制成膜中的加热引起的变形。
另外,顶板的个数并无特别限定。可如图3那样相对于一个喷嘴为一块顶板,也可如图 11(成膜部140e)那样相对于一个喷嘴而包括多块顶板(此处为两块顶板153e)。
另外,顶板的材质并无特别限定。可考虑聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟树脂、铁或铝、不锈钢、金等金属、石英、玻璃。
另外,顶板153的底面与载置部112的载置基板的面的高度位置的差(例如为最短的高度位置的差)I[cm]并无特别限定,为0.15cm以上且6.05cm以下为宜,优选0.5cm以上且3.0cm以下,更优选1.0cm以上且2.0cm以下。其原因在于:所形成的膜成为膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,在将顶板的底面的面积(在设置多块顶板的情形时为其总面积)设为B[cm2]、将基板的面积设为A[cm2]时,优选设为B/A≧0.5,更优选设为1以上。若B/A≧0.5,则成为膜厚的面内均一性良好的膜。另外,B为40以上为宜。若为这样的数值范围,则形成膜厚的面内均一性更优异的膜。另外,B/A或B的上限并无特别限定。其原因在于:只要大于所述数值,则发挥出顶板的整流效果。但优选将B/A设为100以下。另外,作为B的上限例,可设为3000。其原因在于:抑制装置变得必要以上地大型。
另外,成膜部140可包括使基板110在喷嘴150的下方移动的移动机构。将包括移动机构160的成膜部140f的一例示于图12。使基板移动的方向并无特别限定。
将从载置部的上方观察包括移动机构160的成膜部140的图示于图13及图14。有如图 13(移动机构160a)所示的方法,即:包括载置有基板110及加热板108的移动台161a,基板110及加热板108在喷嘴150及长方形的两块顶板153f下往返移动。另外,有如图14(移动机构160b)所示的方法,即:通过载置有基板110及加热板108的移动台161b,基板110 及加热板108在喷嘴150及如将圆环切割为一半的形状的两块顶板153g下旋转移动。另外,此时也可以包括使基板自转的机构,而使基板自转。
另外,可如图14那样在成膜部140载置多个基板110、喷嘴150,也可在图13的成膜部 140设置多个基板等。若为此种结构,则能够保持膜厚的面内均一性,并且一次成膜于多个基板,因此更适于大量的制造。
另外,在设置基板的移动机构160时,使基板移动的速度或移动范围并无特别限定,一个基板通过喷嘴下方的次数为每分钟0.1次以上为宜,优选0.5次以上,更优选一次以上。通过将次数设为0.1次以上,能够防止局部的雾的蒸发所伴随的上升气流对供给气体的影响大而难以发挥顶板的整流效果的情况,由此可更确实地防止膜厚的均匀性的降低。另外,次数的上限并无特别限定,但是若次数增加,则惯性力导致基板的固定变得不稳定,因此为120次以下为宜,优选60次以下。
更具体而言,在图13那样的移动机构的情形时,相对于移动基板的宽度D[mm],将基板的移动速度设为v[mm/分钟],v/D[/分钟]为0.1以上为宜,优选0.5以上且120以下,更优选 1~60。D并无特别限定,例如为基板的直径[mm]以上(若基板的直径为4英寸,则为100以上)为宜,上限并无特别限定。若增大,则每一个喷嘴可在大量的基板上成膜。但是,每一个基板的成膜速度降低,因此设为1000mm以下而限定每一个喷嘴进行成膜的基板的块数的情况下,生产性更优异而优选。v并无特别限定。为10mm/分钟以上且30000mm/分钟以下为宜,优选30mm/分钟以上且12000mm/分钟以下,更优选60mm/分钟以上且6000mm/分钟以下。在图14那样的旋转型的移动机构的情形时,为0.1rpm以上为宜,优选0.5rpm~120rpm,更优选1rpm~60rpm。
另外,在成膜部140(成膜室107)配备有排气部170,废气通过所述排气部170从成膜部140排出,所述排气部170用于以如下方式进行整流:与载气一起供给至基板110上的雾用于成膜,其后的气体(称为废气,包括未用于成膜的雾、成膜时所产生的气体、载气等) 流向基板110的外部。
通过顶板153的整流效果和因雾从喷嘴150的供给与废气从排气部170的排出所产生的对流的协同效应,在基板110上方产生与基板110的表面平行且均匀的气流,而能够在基板 110上生成均匀的膜。
排气部170只要为能够将废气从成膜部140排出的结构,则其形状、结构并无特别限定。例如,可如图1那样,在成膜室107中,在基板110的侧方设置排气口111而进行强制排气。特别优选从喷嘴150供给至顶板153与基板110之间的载气等流向基板110的外部那样的结构。
此外,此处提及的基板110的外部表示以包括基板表面的平面的法线方向作为z轴而全部 z中的xy平面中不包括基板110的区域。
作为排气部170,可设为如所述那样设置于成膜室107的排气口111本身,或也可设为对排气口111进一步附加用于强制排气的部件而成者。将此种排气部170的一例示于图16。例如,通过设置于成膜室107的外部的排气单元172,使成膜室107内的气体从设置于成膜室 107的侧面的排气口111通过排气管道171而强制排出。在排气单元172配备有用来调节排气流量的排气流量调节阀173,以能够调整排气流量。排气的流量并无特别限定,优选在将从喷嘴150供给的载气的流量设为Q[L/分钟]、将从排气部170排出的排气量设为E[L/分钟]时, E/Q为5以下,更优选为0.1以上且1以下。其原因在于:成为膜厚的面内均一性良好的膜。另外,此时,从排气部170排出的E可在20℃下在排气口111处使用流量计进行测定,或者通过使用风速计所测定的线速与排气口111的开口面的面积的积所算出。在以其他温度测定风速或利用其他方法、温度测定流量的情形时,可使用气体的状态方程式换算成20℃下的体积流量。
排气口111的形状为圆形、矩形等,并无特别限定。
另外,排气部170可如图3那样设置于一处,也可如图1那样设置于两处以上,在设置两处以上的情形时,优选以相对于喷嘴开口面的中心成为对称位置的方式设置。其原因在于:能够形成膜厚的面内均一性良好的膜。
另外,为了抑制排气部内的固体的析出,排气部170可包括对其一部分或整体的温度进行控制的温度控制机构(未图示)。通过此种温度控制机构,抑制排气部170中的固体的析出,而更容易地控制排气流量。
另外,构成排气部170的构件的材质并无特别限定,可列举: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、铁或铝、不锈钢、金等金属、石英、氮化硼等。优选设为氮化硼制。其原因在于:能够抑制与未反应原料的意外反应引起的生锈或固体的析出导致废气的流动变得不均的情况。
另外,如上文所述,在成膜室107包括移动机构160的情形时,可在移动机构160上设置排气口111等,而使排气口111(排气部170)移动。
此外,成膜室107可以完全包围整体的形状在其壁面包括排气口111,或可仅包围一部分 (即有间隙),且与所述间隙分开地进一步包括排气部(排气口111)。尤其是在后者的情形时,能够制成膜厚的面内均一性更良好的膜。
另外,成膜部140内的雾的热反应只要通过加热使雾反应即可,反应条件等也并无特别限定。可根据原料或成膜物而适当设定。例如,加热温度为120℃~600℃的范围,优选200℃~600℃的范围,更优选可设为300℃~550℃的范围。在将加热温度设为T[℃]、将喷嘴开口面 152的面积设为S[cm2]、将载气的流量设为Q[L/分钟]时,ST/Q优选40以上,更优选100以上且2000以下。若ST/Q≧40,则成为膜厚的面内均一性更良好的膜。
热反应可在真空下、非氧环境下、还原气体环境下、空气环境下及氧气环境下的任一环境下进行,只要根据成膜物而适当设定即可。另外,关于反应压力,可在大气压下、加压下或减压下的任一条件下进行,若为大气压下的成膜,则装置结构可简化,因此优选。
(搬送部)
搬送部109将雾化部120与成膜部140连接。利用载气,从雾化部120的雾产生源104经由搬送部109向成膜部140的喷嘴150搬送雾。搬送部109例如可设为供给管109a。作为供给管109a,例如可使用石英管或树脂制的管等。
(原料溶液)
原料溶液(水溶液)104a只要包含能够雾化的材料,则并无特别限定,可为无机材料,也可为有机材料。原料溶液可合适地使用金属或金属化合物的溶液,可使用包含选自镓、铁、铟、铝、钒、钛、铬、铑、镍及钴中的一种或两种以上金属的溶液。
关于原料溶液,只要能够使所述金属溶液雾化,则并无特别限定,作为原料溶液,可合适地使用使金属以络合物或盐的形态溶解或分散于有机溶剂或水中而得的溶液。作为络合物的形态,例如可列举:乙酰丙酮酸盐络合物、羰基络合物、氨络合物、氢化物络合物等。作为盐的形态,例如可列举:氯化金属盐、溴化金属盐、碘化金属盐等。另外,将所述金属溶解于氢溴酸、盐酸、氢碘酸等而得的溶液也可用作盐的水溶液。溶质浓度优选0.01mol/L~1 mol/L。
另外,可在原料溶液中混合包含卤素的添加剂(例如氢卤酸)或氧化剂等添加剂。作为氢卤酸,例如可列举:氢溴酸、盐酸、氢碘酸等,其中优选氢溴酸或氢碘酸。作为氧化剂,例如可列举:过氧化氢(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)、过氯酸、硝酸、臭氧水;过乙酸或硝基苯等有机过氧化物等。
进而,原料溶液可含有掺杂剂。掺杂剂并无特别限定。例如可列举:锡、锗、硅、钛、锆、钒或铌等n型掺杂剂;或铜、银、锡、铱、铑等p型掺杂剂等。掺杂剂的浓度例如可为约1.0×10-9mol/L~1.0mol/L,可设为约1.0×10-7mol/L以下的低浓度,也可设为约0.01mol/L以上的高浓度。
(基板)
基板110只要能够成膜且能够支撑膜,则并无特别限定。基板110的材料也无特别限定,可使用众所周知的基板,可为有机化合物,也可为无机化合物。例如可列举: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、铁或铝、不锈钢、金等金属、硅、蓝宝石、石英、玻璃、氧化镓、铌酸锂、钽酸锂等,但不限于此。基板的厚度并无特别限定,优选10μm~2000μm,更优选50μm~800μm。
成膜可在基板上直接进行,也可在形成于基板上的中间层上层叠。中间层并无特别限定,例如可将包含铝、钛、钒、铬、铁、镓、铑、铟、铱的任一种的氧化物作为主要成分。更具体而言为Al2O3、Ti2O3、V2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ga2O3、Rh2O3、In2O3、Ir2O3,另外,在将选自所述金属元素中的两个元素设为A、B的情形时,可设为(AxB1-x)2O3(0<x<1)所表示的二元系的金属氧化物,或者在将选自所述金属元素中的三个元素设为A、B、C的情形时,可设为(AxByC1-x-y)2O3(0<x<1、0<y<1)所表示的三元系的金属氧化物。
另外,可将基板的例如进行成膜的面的面积设为50cm2以上或将直径设为4英寸(100mm) 以上,而能够大面积地形成膜厚的面内均一性良好的膜,因此优选。基板的面积或直径的上限并无特别限定,例如可将面积设为750cm2或将直径设为12英寸(300mm)。
在其他方面,上文所述的成膜装置101也可称为成膜系统。此外,所述成膜系统可包括成膜装置101、及基板110,所述情形时的成膜系统190(图1)中的雾化部、载气供给部、载置部、成膜部、排气部、喷嘴、顶板、加热板等可设为与成膜装置101相同。
(成膜方法)
继而,以下参照图1对本实用新型的成膜方法的一例进行说明。首先,将原料溶液104a 收容于雾化部120的雾产生源104内,将基板(结晶性基板)110载置于加热板108上,使加热板108工作。
其次,打开流量调节阀103a、流量调节阀103b,从载气源102a(主载气)、稀释用载气源102b(稀释用载气)向成膜室107内供给载气,用载气充分置换成膜室107的环境,同时分别调节主载气的流量与稀释用载气的流量而进行控制。
在雾产生工序中,使超声波振子106振动,使所述振动通过水105a传播至原料溶液104a,由此将原料溶液104a雾化而生成雾。
接着,在利用载气搬送雾的雾搬送工序中,利用载气将雾从雾化部120经由搬送部109 搬送至成膜部140,并导入成膜室107内。
然后,在成膜工序中,从载置部112(载置基板110的加热板108)的上方所包括的喷嘴 150向载置部112的上方所包括的顶板153与基板110之间供给雾。接着,利用来自所设置的顶板153及排气部170(排气口111等)的排气进行整流,并供给至基板110上,在成膜室107内通过加热板108的热进行热处理而发生热反应,在基板110上进行成膜。
通过此种成膜方法,与无顶板153的现有方法相比,可形成膜厚的基板面内均一性良好的膜。
此外,若利用移动机构160使基板110在喷嘴150的下方移动并成膜,则在形成大面积的膜时有效,另外,对于形成膜厚的面内均一性更优异的膜而言有效。
在本实用新型中,可在成膜后进行退火处理。退火处理的温度并无特别限定,优选600℃以下,更优选550℃以下。其原因在于:不损及膜的结晶性。退火处理的处理时间并无特别限定,优选为10秒~10小时,更优选为10秒~1小时。
[实施例]
以下,列举实施例对本实用新型进行详细说明,但其不对本实用新型进行限定。
(实施例1)
在本实施例中,使用如图1所示的成膜装置。
将一块顶板153以与喷嘴150的侧面相接的方式与喷嘴开口面152固定于同一平面内。在将顶板的面积设为B[cm2]时,B=450,在将载置部112的载置面(加热板108的上表面)与顶板153的底面的高度位置的差设为I[cm]时,设I=0.95。另外,顶板的厚度为4mm。
此外,顶板153为如图17所示的长方形形状的顶板(也称为顶板153i),在形成于正中央的孔中插入喷嘴150。
将碘化镓溶解于水中,制备0.05mol/L的水溶液,以此作为原料溶液104a。将以所述方式获得的原料溶液104a收容至雾产生源104内。此时的溶液的温度为25℃。
接着,将作为基板110的4英寸(直径100mm)的c面蓝宝石基板在成膜室107内载置于加热板108,使加热板108工作而使温度升温至500℃。
然后,打开流量调节阀103a、流量调节阀103b,从载气源102a(主载气)、稀释用载气供给源102b(稀释用载气)向成膜室107内供给作为载气的氮气,用这些载气充分置换成膜室107的环境,同时将主载气的流量调节为12L/分钟,将稀释用载气的流量调节为12L/分钟。
接着,使用如图16那样的排气部170,以排气口111中的排气量E[L/分钟]成为24的方式调整排气流量调整阀173。此时,E/Q=1。
接下来,使超声波振子106以2.4MHz振动,并使所述振动通过水105a传播至原料溶液 104a,由此将原料溶液104a雾化而生成雾。
利用载气将所述雾经由供给管109a、喷嘴150供给至基板110。作为喷嘴150,使用喷嘴开口面152为长方形形状的喷嘴,在将喷嘴开口面152的面积设为S[cm2]、将载气的流量设为Q[L/分钟]、将喷嘴开口面152与基板110的高度位置的差(喷嘴开口面152内的点与基板 110的表面的距离中最长的距离)设为H[cm]时,以成为SH/Q=0.07的方式进行调整。此时, S=1.92,H=0.9,Q=24。
然后,在大气压下、500℃的条件下,从排气口111排出气体,并且在成膜室107内使雾进行热反应,而在基板110上形成具有刚玉结构的氧化镓(α-Ga2O3)的薄膜。成膜时间设为30分钟。
在将热处理温度设为T[℃]时,ST/Q=40,在将基板的面积设为A[cm2]时,S/A=0.024,在将喷嘴开口面152的长轴长度设为L[cm]、将基板的喷嘴长轴方向的最大长度设为R[cm]时, L/R=1.2。此时,T=500,A=78.5,L=12,R=10。另外,B/A=5.7。
通过如图13那样的移动机构160a,使基板及加热板以15cm/分钟的速度,以在1分钟内通过喷嘴下方一次的方式进行往返移动。
(比较例1)
除了不使用顶板153以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例2)
将喷嘴开口面152的面积S变更为6.0cm2,将喷嘴开口面152与基板110的高度位置的差H变更为2.0cm,将顶板153的底面与载置部112的载置面的高度位置的差I变更为2.05cm,设SH/Q=0.5,ST/Q=125,S/A=0.076,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例3)
改变顶板的固定位置,将载置部112与顶板153的底面的最短距离I设为2.05cm,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例4)
如图8那样使用弯曲的顶板153b,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。此时,载置部112的载置面与顶板153b的底面中心部的高度位置的差I=0.95,顶板153b的底面的端部与载置部的载置面的高度位置的差为1.25cm。
(实施例5)
设顶板153的底面的面积B=40,除此以外,以与实施例1同样的方式进行成膜。此时,B/A=0.5。
(实施例6)
将喷嘴开口面152的面积S变更为6.0cm2,将喷嘴开口面152与基板110的高度位置的差H变更为0.1cm,将顶板153的底面与载置部112的载置面的高度位置的差I变更为0.15cm,将载气的总流量设为12L/分钟,设SH/Q=0.05,ST/Q=250,S/A=0.076,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例7)
将喷嘴开口面152的面积S变更为6.0cm2,将喷嘴开口面152与基板110的高度位置的差H变更为6.0cm,将顶板153的底面与载置部112的载置面的高度位置的差I变更为6.05cm,将载气的总流量设为72L/分钟,设SH/Q=0.5,ST/Q=41.7,S/A=0.076,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例8)
将乙酰丙酮酸铝络合物溶解于盐酸溶液,制备0.05mol/L的溶液,而用作原料溶液,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例9)
将硝酸镓溶解于水中,制备0.05mol/L的溶液,而用作原料溶液,且将E设为188.4L/ 分钟,将E/Q设为7.9,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。
(实施例10)
将喷嘴开口面152的形状设为直径2英寸(5cm)的圆形,不使基板移动(喷嘴与顶板始终位于基板的竖直上方),将载气的流量变更为共计80L/分钟,使用如图15所示的包括直径6cm的圆状的孔与直径10cm的圆的圆环型的顶板153h,将喷嘴插入顶板的圆状的孔中而在喷嘴侧面与顶板之间存在间隙(0.5cm),除此以外,以与实施例1同样的方式进行。SH/Q=0.22,ST/Q=123,S/A=0.25,L/R=0.5。
(实施例11)
将喷嘴开口面152与基板110的高度位置的差H变更为6.5cm,将顶板153的底面与载置部112的载置面的高度位置的差I变更为6.55cm,将载气的总流量设为72L/分钟,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。此时,SH/Q=0.17,ST/Q=13.3。
(实施例12)
变更顶板153(153i)的中心部的孔的尺寸,在顶板与喷嘴侧面之间设置2cm的间隙,除此以外,以与实施例1同样的方式进行。此时,B=420,B/A=5.4。
(实施例13)
如图18那样在喷嘴的上方设置排气口111,将E设为120L/分钟,将E/Q设为5,除此以外,以与实施例12同样的方式进行。此外,从喷嘴供给雾或载气,在基板上进行成膜,同时将废气通过顶板与喷嘴侧面的间隙而从排气口111排出。
(膜厚分布测定)
对于在基板110上形成的薄膜,将测定部位设为基板110上的面内的50个点,使用阶差计测定膜厚。另外,根据各值算出平均膜厚。将作为(膜厚分布[±%])=(最大膜厚-最小膜厚)/(平均膜厚)/2×100所算出的膜厚分布示于表1。
此外,对于在基板110上形成的薄膜,将测定部位设为基板110上的面内的25个点,使用光干涉式膜厚计F50进行膜厚的测定,所述测定也获得同样的结果。
[表1]
根据实施例1~实施例13与比较例1的比较可知,通过使用如下成膜装置,膜厚的面内均一性变得优异,所述成膜装置包括雾化部、载气供给部、成膜部、及排气部,且在设置于成膜部内的载置基板的载置部的上方包括向所述基板上供给雾的喷嘴、及对所述雾进行整流的顶板。
此外,本实用新型不限定于所述实施方式。所述实施方式为例示,具有与本实用新型的权利要求所记载的技术思想实质上相同的结构而发挥同样作用效果的实施方式均包含于本实用新型的技术范围内。
Claims (11)
1.一种成膜装置,其对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,其特征在于,包括:
雾化部,将所述原料溶液雾化而产生雾;
载气供给部,供给载气,所述载气搬送所述雾化部中所产生的所述雾;
成膜部,在内部包括载置所述基板的载置部,将由所述载气搬送的所述雾供给至所述基板上;以及
排气部,从所述成膜部排出废气,
在所述成膜部内的所述载置部的上方进而包括:
喷嘴,向所述基板上供给所述雾;以及
顶板,将从所述喷嘴供给的所述雾进行整流,
所述载置部为用来加热所述基板的加热板。
2.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
所述喷嘴与所述顶板设置于所述载置部的竖直上方。
3.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
所述顶板与所述喷嘴的侧面相接设置。
4.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
所述顶板与所述喷嘴的开口面设置于同一平面内。
5.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面平行的方式设置所述顶板。
6.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
以所述顶板的底面与所述载置部的载置所述基板的面的高度位置的差成为0.15cm以上且6.05cm以下的方式设置所述顶板。
7.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
以所述喷嘴的开口面与载置于所述载置部的所述基板的高度位置的差成为0.1cm以上且6.0cm以下的方式设置所述喷嘴。
8.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
在将所述顶板的底面的面积设为B cm2时,B≧40。
9.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
在将所述基板的面积设为A cm2、将所述顶板的底面的面积设为B cm2时,B/A≧0.5。
10.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于进而包括:
移动机构,使所述基板在所述喷嘴的下方移动。
11.一种成膜系统,其对经雾化的原料溶液进行热处理而在基板上进行成膜,其特征在于,包括:
所述基板;
以及如权利要求1所述的成膜装置。
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