JP2000215797A - Thin film forming method and its device - Google Patents

Thin film forming method and its device

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JP2000215797A
JP2000215797A JP1488599A JP1488599A JP2000215797A JP 2000215797 A JP2000215797 A JP 2000215797A JP 1488599 A JP1488599 A JP 1488599A JP 1488599 A JP1488599 A JP 1488599A JP 2000215797 A JP2000215797 A JP 2000215797A
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JP
Japan
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magnesium oxide
fine particles
oxide layer
reaction vessel
thin film
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JP1488599A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tanabe
浩 田辺
Yasushi Arai
康司 新井
Kazuyuki Sawada
和幸 澤田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film forming method and a device, capable of forming, in a low cost, a high quality protection film for protecting a dielectric of a plasma display panel. SOLUTION: Liquid raw material 4 comprising an organic metal compound containing a magnesium oxide precursor and one or more kinds of organic matter is atomized by an ultrasonic piezoelectric transducer 10 in an atomization vessel 11 to produce atomized fine particles. The atomized fine particles having atomized ultrafine particle sizes are supplied into a reaction vessel 15 in a normal pressure through a supply nozzle 16 by being carried by a carrier gas 6, and a temperature control of the atomized fine particles is executed by a temperature control heater 7. The atomized fine particles are supplied under a normal pressure to a body to be treated 2 retained in the heated state in the reaction vessel 15, and a magnesium oxide layer is formed on the body to be treated 2 without using a vacuum vessel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成方法及び
装置に関し、特に表示デバイスなどに用いるプラズマデ
ィスプレイパネル(ガス放電表示パネルまたはDDPと
も呼ぶ)を製造する場合において誘電体層を保護するた
めの保護膜を形成するのに好適に利用される薄膜形成方
法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for forming a thin film, and more particularly to a method and apparatus for protecting a dielectric layer when a plasma display panel (also called a gas discharge display panel or DDP) used for a display device or the like is manufactured. The present invention relates to a method and an apparatus for forming a thin film suitably used for forming a protective film.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流駆動型のプラズマディスプレイパネ
ルでは、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護する
ために保護膜が設けられている。この保護膜には一般に
酸化マグネシウム(MgO)膜が用いられている。
2. Description of the Related Art In an AC-driven plasma display panel, a protective film is provided to protect a dielectric layer from ion bombardment due to discharge. Generally, a magnesium oxide (MgO) film is used for this protective film.

【0003】一方、プラズマディスプレイパネルの駆動
電圧は、素子構造や封入ガス等の多くの要因によって決
定されるが、その要因の一つとして、放電空間に接する
保護膜の2次電子放出係数がある。この2次電子放出係
数が大きい程低電圧で駆動することができる。酸化マグ
ネシウムからなる保護膜は、2次電子放出係数が大き
く、このような観点から保護膜に適している。
On the other hand, the driving voltage of the plasma display panel is determined by many factors such as the element structure and the filling gas. One of the factors is the secondary electron emission coefficient of the protective film in contact with the discharge space. . The larger the secondary electron emission coefficient is, the lower the voltage can be driven. The protective film made of magnesium oxide has a large secondary electron emission coefficient, and is suitable for the protective film from such a viewpoint.

【0004】従来は酸化マグネシウム膜からなる保護膜
を形成する場合に、電子ビームを利用した電子エネルギ
ーの照射により、真空中の酸素雰囲気で蒸着源を蒸発さ
せることで、誘電体層の表面に配向性をもった結晶性酸
化マグネシウム薄膜を堆積する手法が一般に採用されて
いる。
Conventionally, when a protective film made of a magnesium oxide film is formed, an evaporation source is evaporated in an oxygen atmosphere in a vacuum by irradiating electron energy using an electron beam, so that the surface of the dielectric layer is oriented. A method of depositing a crystalline magnesium oxide thin film having a property is generally adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マディスプレイパネルの表示画面を大きくしようとする
場合には、大面積の基板が必要であり、それに伴ってこ
の基板を収納した上で酸化マグネシウム保護膜を形成す
るために、大型の真空容器が必要になる。
However, when the display screen of the plasma display panel is to be enlarged, a large-area substrate is required. Accordingly, after accommodating this substrate, a magnesium oxide protective film is formed. A large vacuum vessel is required to form.

【0006】また、電子ビーム蒸着法は物理現象を利用
した薄膜形成方法であるため、形成膜の膜質向上には限
界があり、膜構造制御が困難である。
Further, since the electron beam evaporation method is a method of forming a thin film utilizing a physical phenomenon, there is a limit in improving the quality of a formed film, and it is difficult to control the film structure.

【0007】このため、低消費電力化に向けた保護膜の
高機能化に対応することが難しく、また大型の真空容器
が必要となり、製造装置コストが非常に割高になるとい
う問題がある。
For this reason, it is difficult to cope with the high functionality of the protective film for low power consumption, and a large vacuum vessel is required, resulting in a problem that the cost of the manufacturing apparatus becomes very high.

【0008】酸化マグネシウム保護膜を用いたプラズマ
ディスプレイパネルの駆動電圧に関して、パネルを大型
化した場合には消費電力の観点からさらに低電圧化を図
る必要がある。従って、駆動電圧が低くしかも発光効率
の大きな交流駆動型のプラズマディスプレイパネルを形
成するための保護膜を低コストで形成する技術が望まれ
ていた。
With respect to the driving voltage of a plasma display panel using a magnesium oxide protective film, it is necessary to further reduce the voltage from the viewpoint of power consumption when the panel is enlarged. Accordingly, there has been a demand for a technique for forming a protective film at a low cost for forming an AC-driven plasma display panel having a low driving voltage and a high luminous efficiency.

【0009】本発明は、上記従来の状況に鑑み、プラズ
マディスプレイパネルの誘電体を保護する良質の保護膜
を低コストで形成できる薄膜形成方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a thin film forming method and apparatus capable of forming a high-quality protective film for protecting a dielectric of a plasma display panel at low cost.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜形成方法
は、マグネシウム成分を含んだ有機化合物からなる液体
原料によって、被処理体上に酸化マグネシウム層を形成
するものであり、液体原料によって酸化マグネシウム層
を形成することによってその処理を常圧の反応容器内で
行うことができ、被処理体が大型になってもそれに合わ
せて常圧の反応容器を大きくするだけで足り、大型の真
空容器を用いる必要がないので、保護膜形成の簡便化、
高生産性化、低コスト化を達成できる。
According to the thin film forming method of the present invention, a magnesium oxide layer is formed on an object to be processed by using a liquid material composed of an organic compound containing a magnesium component. By forming a layer, the treatment can be performed in a normal-pressure reaction vessel. Even if the object to be processed becomes large, it is sufficient to enlarge the normal-pressure reaction vessel in accordance with it, and a large-sized vacuum vessel can be used. Since there is no need to use it, simplification of protective film formation,
High productivity and low cost can be achieved.

【0011】また、酸化マグネシウム前駆体と少なくと
も1種類以上の有機物とを含んだ有機金属化合物からな
る液体原料を霧化して霧化微粒子を生成し、温度調整手
段にて又は雰囲気中に供給した不活性ガス等にて霧化微
粒子の温度を制御し、この霧化微粒子を常圧下で被処理
体に供給して被処理体上に酸化マグネシウム層を形成す
ると、酸化マグネシウム層を形成するための材料からな
る霧化微粒子が常圧下で被処理体に供給され、したがっ
て被処理体が大型になってもそれに合わせて常圧の反応
容器を大きくするだけで足り、低コスト化を図れ、また
霧化微粒子の温度制御を行うことにより、有機マグネシ
ウム化合物材料の空間中での少なくとも1種類以上の溶
媒成分の脱離、蒸発を促進させるとともに、被処理体表
面での有機マグネシウム化合物材料の化学反応を促進
し、霧化された微粒子状態の液体の被処理体表面での吸
着反応を効率的に促進させることがてきる。
[0011] Further, a liquid raw material comprising an organometallic compound containing a magnesium oxide precursor and at least one or more organic substances is atomized to form atomized fine particles, which are supplied by temperature control means or into the atmosphere. When the temperature of the atomized fine particles is controlled by an active gas or the like and the atomized fine particles are supplied to the object under normal pressure to form a magnesium oxide layer on the object, a material for forming the magnesium oxide layer is formed. The atomized fine particles consisting of are supplied to the object under normal pressure. Therefore, even if the object to be processed becomes large, it is sufficient to increase the size of the normal-pressure reaction vessel in accordance with the size. By controlling the temperature of the fine particles, the desorption and evaporation of at least one or more solvent components in the space of the organic magnesium compound material are promoted, and the organic magnetism on the surface of the object to be processed is promoted. It promotes a chemical reaction of Um compound material, atomized particulate state effectively promoted to it Tekiru adsorption reaction at the surface of the object of the liquid.

【0012】また、酸化マグネシウム層が形成された被
処理体を常圧の反応容器に収容し、反応容器内の被処理
体の酸化マグネシウム層表面に光スペクトルエネルギー
を供給して、酸化マグネシウム層の膜構造を改質する
と、液体材料により形成された薄膜の結晶構造や膜中酸
素欠損及びエネルギー準位を制御できる。
Further, the object on which the magnesium oxide layer is formed is accommodated in a reaction vessel at normal pressure, and optical spectrum energy is supplied to the surface of the magnesium oxide layer of the object in the reaction vessel to form the magnesium oxide layer. By modifying the film structure, it is possible to control the crystal structure, the oxygen vacancy in the film, and the energy level of the thin film formed of the liquid material.

【0013】また、本発明の薄膜形成装置は、酸化マグ
ネシウム前駆体と少なくとも1種類以上の有機物とを含
んだ有機金属化合物からなる液体原料を霧化して霧化微
粒子を生成する手段と、霧化微粒子の温度制御を可能と
する手段と、この霧化微粒子を常圧下で被処理体に供給
して被処理体上に酸化マグネシウム層を形成する手段と
を備えたものであり、酸化マグネシウム層を形成するた
めの材料からなる霧化微粒子を常圧下で被処理体に供給
でき、したがって被処理体が大型になっても常圧の反応
容器を大きくするだけで足り、保護膜の形成に際しての
簡便性、高生産性、低コスト化が図れ、また霧化微粒子
の温度制御が可能であるので、有機マグネシウム化合物
材料の空間中での少なくとも1種類以上の溶媒成分の脱
離、蒸発を促進させるとともに、被処理体表面以外での
有機マグネシウム化合物材料の化学反応を抑制し、霧化
された微粒子状態の液体の被処理体表面での吸着反応を
効率的に促進させることがてきる。
[0013] The thin film forming apparatus of the present invention further comprises means for atomizing a liquid material comprising an organometallic compound containing a magnesium oxide precursor and at least one or more kinds of organic substances to produce atomized fine particles; Means for controlling the temperature of the fine particles, and means for supplying the atomized fine particles to the object under normal pressure to form a magnesium oxide layer on the object to be processed. Atomized fine particles made of the material to be formed can be supplied to the object under normal pressure. Therefore, even if the object to be processed becomes large, it is enough to enlarge the reaction vessel at normal pressure, and it is easy to form the protective film. , High productivity, low cost, and the ability to control the temperature of the atomized fine particles facilitates desorption and evaporation of at least one or more solvent components in the space of the organomagnesium compound material. Rutotomoni to suppress a chemical reaction of the organomagnesium compound material other than the surface of the object, atomized particulate state effectively promoted to it Tekiru adsorption reaction at the surface of the object of the liquid.

【0014】また、常圧の反応容器と、この反応容器内
で被処理体を加熱状態で保持する手段と、超音波による
微粒化法により液体原料を霧化する超音波発信手段と、
霧化された超微粒径の霧化微粒子を被処理体に供給する
ためのキャリアガスを反応容器内へ供給する手段と、霧
化微粒子を被処理体に供給する過程で温度制御する手段
とを備えると、反応容器内では被処理体が加熱され、ま
た超音波によって霧化された微粒子状の液体がキャリア
ガスによって反応容器内へ供給される過程で、液体材料
に含有する少なくとも1種類以上の有機溶媒成分の脱
離、蒸発に必要な熱分解温度制御を行うことによって、
被処理体表面での霧化微粒子の吸着反応を促進させ、膜
形成過程での膜中への有機成分の取り込みを無くし、不
純物成分のない結晶性酸化マグネシウム薄膜を形成する
ことができる。
A reaction vessel at normal pressure, a means for holding the object to be heated in the reaction vessel, an ultrasonic wave transmitting means for atomizing the liquid raw material by an atomization method using ultrasonic waves,
Means for supplying a carrier gas into the reaction vessel for supplying atomized ultrafine particle atomized fine particles to the object to be processed, and means for controlling the temperature in the process of supplying the atomized fine particles to the object to be processed. In the process, the object to be processed is heated in the reaction vessel, and at least one or more kinds of liquid materials contained in the liquid material in a process in which the fine particle liquid atomized by the ultrasonic wave is supplied into the reaction vessel by the carrier gas. By controlling the thermal decomposition temperature required for desorption and evaporation of the organic solvent component of
It promotes the adsorption reaction of atomized fine particles on the surface of the object to be treated, eliminates the incorporation of organic components into the film during the film formation process, and forms a crystalline magnesium oxide thin film free of impurity components.

【0015】また、酸化マグネシウム層が形成された被
処理体を収容可能な常圧の反応容器と、反応容器内の被
処理体の酸化マグネシウム層表面に光スペクトルエネル
ギーを供給して酸化マグネシウム層の膜構造を改質する
手段とを備えると、液体原料により形成された薄膜の結
晶構造や膜中酸素欠損及びエネルギー準位を制御するこ
とができる。
[0015] A reaction vessel at normal pressure capable of accommodating the object on which the magnesium oxide layer is formed, and supplying optical spectrum energy to the surface of the magnesium oxide layer of the object in the reaction vessel to form the magnesium oxide layer. When a means for modifying the film structure is provided, it is possible to control the crystal structure, the oxygen vacancy in the film, and the energy level of the thin film formed from the liquid raw material.

【0016】また、常圧の反応容器内で被処理体を加熱
状態で保持する手段と、この被処理体に形成された酸化
マグネシウム層の雰囲気が酸化または還元性雰囲気ガス
空間に制御されるように反応容器内にガスを供給する手
段と、この雰囲気ガス中で酸化マグネシウム層に紫外線
等の光スペクトルエネルギーを照射し、膜中の酸素欠損
状態を促進させることによって薄膜膜構造ネットワーク
の組成制御して薄膜改質を行う手段とを備えると、液体
原料により形成された薄膜の結晶構造や膜中酸素欠損及
びエネルギー準位を制御することができ、また被処理体
が加熱されることにより薄膜の改質が効果的に行われ
る。
Further, a means for holding the object to be processed in a reaction vessel at normal pressure in a heated state and a means for controlling the atmosphere of the magnesium oxide layer formed on the object to be controlled to an oxidizing or reducing atmosphere gas space. Means for supplying a gas into the reaction vessel, and irradiating the magnesium oxide layer with light spectrum energy such as ultraviolet rays in the atmosphere gas to promote the oxygen deficiency state in the film, thereby controlling the composition of the thin film film structure network. Means for reforming the thin film by controlling the crystal structure, oxygen vacancies and energy levels in the thin film formed from the liquid raw material, and by heating the object to be processed, The reforming is performed effectively.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜形成装置をプ
ラズマディスプレイパネルの保護膜の形成装置に適用し
た一実施形態について図を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the thin film forming apparatus of the present invention is applied to a protective film forming apparatus for a plasma display panel will be described below with reference to the drawings.

【0018】(第1の実施形態)まず、第1の実施形態
について図1を参照して説明する。図1において、15
は常圧の薄膜形成用の反応容器であり、内部にはパネル
ヒータを内蔵した加熱ステージ5が配設されている。こ
の加熱ステージ5上に、保護膜を形成する対象である最
大対角50インチのガラス基板などの被処理体2が載置
されて保持される。反応容器15には霧化微粒子1を内
部に供給するための供給ノズル16が設けられるととも
に、霧化微粒子均等分散板9を介して被処理体2に霧化
微粒子1を均一に供給するように構成されている。供給
ノズル16は霧化微粒子導入管8を介して霧化容器11
に接続されている。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 15
Reference numeral denotes a reaction vessel for forming a thin film at normal pressure, and a heating stage 5 having a built-in panel heater is disposed inside. On the heating stage 5, an object 2 such as a glass substrate having a maximum diagonal of 50 inches, on which a protective film is to be formed, is placed and held. The reaction vessel 15 is provided with a supply nozzle 16 for supplying the atomized fine particles 1 to the inside, and is also configured to uniformly supply the atomized fine particles 1 to the processing target 2 via the atomized fine particle uniform dispersion plate 9. It is configured. The supply nozzle 16 is connected to the atomization container 11 through the atomization fine particle introduction pipe 8.
It is connected to the.

【0019】霧化容器11の内部には超音波振動子10
が内蔵されるとともに、有機マグネシウム化合物溶液か
らなる液体原料4が収容され、超音波にて霧化微粒子1
を発生させるように構成されている。また、霧化容器1
1に酸素または不活性ガスからなるキャリアガス6を導
入するように構成され、発生した霧化微粒子1を導入さ
れたキャリアガス6に乗せて霧化微粒子導入管8を介し
て反応容器15に供給するように構成されている。
The ultrasonic vibrator 10 is provided inside the atomizing container 11.
And a liquid raw material 4 composed of an organic magnesium compound solution is accommodated therein.
Is generated. In addition, atomization container 1
1 is configured to introduce a carrier gas 6 made of oxygen or an inert gas, and the generated atomized fine particles 1 are loaded on the introduced carrier gas 6 and supplied to the reaction vessel 15 through the atomized fine particle introduction pipe 8. It is configured to be.

【0020】霧化容器11の外部には自動調合可能なバ
ッファー容器12が接続され、液体原料4はこれら霧化
容器11とバッファー容器12とを循環するように構成
されている。また、霧化容器11には、液体原料4の濃
度を一定に保つために濃度検知計13が設けられてい
る。14は液面センサである。
A buffer container 12 that can be automatically prepared is connected to the outside of the atomizing container 11, and the liquid raw material 4 is configured to circulate between the atomizing container 11 and the buffer container 12. Further, the atomization container 11 is provided with a concentration detector 13 for keeping the concentration of the liquid raw material 4 constant. 14 is a liquid level sensor.

【0021】供給ノズル16の表面には、この供給ノズ
ル16内部の雰囲気及び霧化微粒子1の温度制御を行う
ための温調用ヒータ7が設けられている。また、供給ノ
ズル16に付随して、膜形成に寄与しなかった霧化状微
粒子を外部に排出する均等排気配管3が設けられてい
る。
On the surface of the supply nozzle 16, there is provided a temperature control heater 7 for controlling the atmosphere inside the supply nozzle 16 and the temperature of the atomized fine particles 1. Further, a uniform exhaust pipe 3 for discharging the atomized fine particles that have not contributed to the film formation to the outside is provided along with the supply nozzle 16.

【0022】以上の構成において、霧化容器11内に貯
留された有機マグネシウム化合物溶液からなる液体原料
4は、その有機マグネシウム化合物溶液の濃度を一定に
保つために濃度検知計13にてその濃度が検知され、自
動調合可能なバッファー容器12で一定濃度に調合され
てバッファー容器12と霧化容器11の間で循環されて
いる。霧化容器11においては、液体原料4に超音波振
動子10によって100KHz〜2MHzの超音波振動
が付与されることによって、直径10μm以下の超微粒
径の状態の霧化微粒子1が発生される。この霧化微粒子
1は、霧化容器11内に導入された少なくとも1種類以
上の酸素または不活性ガスからなるキャリアガス6によ
り一定の供給速度を保って霧化微粒子導入管8を通って
供給ノズル16に搬送される。
In the above configuration, the concentration of the liquid raw material 4 composed of the organic magnesium compound solution stored in the atomization container 11 is measured by the concentration detector 13 in order to keep the concentration of the organic magnesium compound solution constant. Detected and adjusted to a certain concentration in a buffer container 12 that can be automatically mixed and circulated between the buffer container 12 and the atomization container 11. In the atomization container 11, when the ultrasonic vibration of 100 KHz to 2 MHz is applied to the liquid raw material 4 by the ultrasonic vibrator 10, the atomized fine particles 1 having an ultrafine particle diameter of 10 μm or less are generated. . The atomized fine particles 1 are supplied through an atomized fine particle introduction pipe 8 while maintaining a constant supply speed by a carrier gas 6 made of at least one kind of oxygen or an inert gas introduced into an atomization container 11. 16 is transferred.

【0023】このとき、超微粒径の状態の霧化微粒子1
が互いに衝突、凝集、及び蒸気分子の脱離・蒸発を繰り
返すことで分子の集合体である核粒子が生成される。こ
の核粒子は、供給ノズル16を通過するときに供給ノズ
ル16表面の温調用ヒータ7により温度コントロールさ
れ、これにより溶媒中に溶解されているマグネシウム化
合物の分解温度を越えないようにしながら被処理体2に
液状の超微粒径の状態の霧化微粒子1を搬送し、予め加
熱保持された被処理体2表面での薄膜形成の反応効率を
促進させる。
At this time, the atomized fine particles 1 having an ultra-fine particle size
Nuclei particles, which are aggregates of molecules, are generated by repeating collisions, aggregation, and desorption / evaporation of vapor molecules with each other. When the core particles pass through the supply nozzle 16, the temperature of the core particles is controlled by the temperature control heater 7 on the surface of the supply nozzle 16, so that the temperature of the core particle does not exceed the decomposition temperature of the magnesium compound dissolved in the solvent. The liquid atomized fine particles 1 in the state of ultrafine particles are conveyed to 2 to promote the reaction efficiency of forming a thin film on the surface of the object 2 to be heated and held in advance.

【0024】本実施形態で使用したマグネシウム化合物
溶液では、薄膜形成に必要な被処理体2の温度は500
℃以上が必要であり、良好な結晶性を有する薄膜形成に
は霧化微粒子1の搬送途中での過反応を抑制するため
に、供給ノズル16の温度を300℃以下に温度制御し
て被処理体2に供給することが望ましい。
In the magnesium compound solution used in this embodiment, the temperature of the object 2 required for forming a thin film is 500
C. or more is required. In order to form a thin film having good crystallinity, the temperature of the supply nozzle 16 is controlled to 300 ° C. or less in order to suppress overreaction during the transportation of the atomized fine particles 1. It is desirable to supply it to the body 2.

【0025】これにより、被処理体2上に形成される酸
化マグネシム層は、少なくとも1種類以上の成分を解離
させて化学量論的な組成を有する構造となる。この方法
により形成された酸化マグネシウム層の薄膜のX線回折
による膜構造は、(1、0、0)面方位に優先配向し、
形成された酸化マグネシウム層の薄膜は結晶構造を有し
ていた。さらに、赤外分光分析による同定では、膜中に
有機成分の残さはなく、不純物のない良好な酸化マグネ
シウムの吸収が認められる。
Thus, the magnesium oxide layer formed on the object 2 has a structure having a stoichiometric composition by dissociating at least one or more components. The film structure of the thin film of the magnesium oxide layer formed by this method by X-ray diffraction is preferentially oriented in the (1,0,0) plane direction,
The formed magnesium oxide thin film had a crystal structure. Further, according to the identification by infrared spectroscopic analysis, no organic component remains in the film, and good absorption of magnesium oxide without impurities is recognized.

【0026】また、形成された厚さ0.5μmの酸化マ
グネシウム層を誘電体保護層として、3電極型放電方式
によるプラズマディスプレイパネルに応用したときの放
電特性は、放電開始電圧が150Vであり、良好な特性
を示した。
When the formed magnesium oxide layer having a thickness of 0.5 μm is used as a dielectric protective layer and applied to a plasma display panel of a three-electrode discharge type, the discharge starting voltage is 150 V. Good characteristics were shown.

【0027】なお、本実施形態では、供給ノズル16内
部の霧化微粒子1の温度を300℃以下としたが、液体
原料4中の溶媒成分、種類、濃度によっては霧化微粒子
1のコントロール温度を300℃以上としてもよい。ま
た、場合によっては、加熱状態の被処理体2の表面を上
記下限値の500℃を下回らせ、その上で後処理として
焼成を行ってもよい。
In the present embodiment, the temperature of the atomized fine particles 1 in the supply nozzle 16 is set to 300 ° C. or less. However, the control temperature of the atomized fine particles 1 may be changed depending on the solvent component, type and concentration in the liquid raw material 4. The temperature may be 300 ° C. or higher. In some cases, the surface of the object 2 to be heated in a heated state may be lower than the lower limit of 500 ° C., and then firing may be performed as a post-treatment.

【0028】また、本実施形態では温調用ヒータ7にて
霧化微粒子1を含むキャリアガス6を加熱して温度コン
トロールする例を示したが、温調された酸素または不活
性ガスから成るキャリアガスを導入して温度コントロー
ルしてもよい。
In this embodiment, the carrier gas 6 containing the atomized fine particles 1 is heated by the heater 7 for temperature control to control the temperature. However, the carrier gas made of oxygen or inert gas whose temperature is controlled is shown. May be introduced to control the temperature.

【0029】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について図2を参照して説明する。本実施形態は上記第
1の実施形態により形成された酸化マグネシウム層の薄
膜の膜構造結合状態を改質するものである。図2におい
て、17は常圧の薄膜改質用の反応容器であり、図1に
示した常圧の薄膜形成用の反応容器15に隣接して設け
られて連続処理可能とされるとともに、酸素または還元
性気体を導入した状態で紫外線光スペクトルエネルギー
を照射し、生成された反応性電離、イオン化生成物が被
処理物2に供給されるように構成されている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is for modifying the bonding state of the thin film of the magnesium oxide layer formed according to the first embodiment. In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a normal-pressure thin-film reforming reaction vessel, which is provided adjacent to the normal-pressure thin-film forming reaction vessel 15 shown in FIG. Alternatively, ultraviolet light spectrum energy is irradiated in a state in which a reducing gas is introduced, and the generated reactive ionization and ionization products are supplied to the processing object 2.

【0030】反応容器17の内部には被処理体2を保持
しかつ加熱するための発熱体を内蔵した加熱ステージ2
4が設けられている。23はキセノンランプから成る紫
外線発光源である。加熱ステージ24の周囲には、酸素
ガスまたは還元性不活性ガス25を導入するための供給
配管18、20が連結されている。19は供給ガスの排
気管、21は供給ガスの均等排気を行うための均一排気
板である。
A heating stage 2 having a built-in heating element for holding and heating the object 2 to be processed is provided inside the reaction vessel 17.
4 are provided. Reference numeral 23 denotes an ultraviolet light source composed of a xenon lamp. Around the heating stage 24, supply pipes 18, 20 for introducing an oxygen gas or a reducing inert gas 25 are connected. Reference numeral 19 denotes a supply gas exhaust pipe, and reference numeral 21 denotes a uniform exhaust plate for uniformly exhausting the supply gas.

【0031】ここで、第1の実施形態により酸化マグネ
シウム薄膜が形成された被処理体2を、所定の搬送手段
(図示せず)により反応容器17に搬入して加熱ステー
ジ24上に設置する。そして、この被処理体2を500
℃程度まで加熱保温した後、酸素ガスまたは還元性不活
性ガス25を供給配管18より供給するとともに、10
〜50mmH2O 程度の背圧をかけ、均一排気板21を介し
て排気管19より供給ガスの排気を行う。このとき供給
するガス流量は2L程度が望ましい。さらに、被処理体
2上部に配置された紫外線発光源23−この場合は光源
波長185nmのもの−を使用し、300〜500Wの
電力を投入して照射することによって、形成薄膜の膜構
造や組成、さらには膜中の酸素欠損状態を構築し、膜質
制御を行う。
Here, the object 2 on which the magnesium oxide thin film is formed according to the first embodiment is loaded into the reaction vessel 17 by a predetermined transport means (not shown) and is set on the heating stage 24. Then, the object 2 is set at 500
After heating and keeping the temperature at about 0 ° C., oxygen gas or reducing inert gas 25 is supplied from the supply pipe 18 and
A back pressure of about 50 mmH 2 O is applied, and the supply gas is exhausted from the exhaust pipe 19 via the uniform exhaust plate 21. At this time, the flow rate of the supplied gas is desirably about 2 L. Further, by using an ultraviolet light emitting source 23 arranged in the upper part of the object 2 to be processed, in this case, having a light source wavelength of 185 nm, and applying a power of 300 to 500 W for irradiation, the film structure and composition of the formed thin film Further, an oxygen deficiency state in the film is established to control the film quality.

【0032】これにより、被処理体2上に形成された酸
化マグネシウム層の薄膜中の結合状態や組成、及び分子
の配列を意図的に乱すことによって光学的なエネルギー
準位を変化させることができる。
Thus, the optical energy level can be changed by intentionally disturbing the bonding state, composition, and arrangement of molecules in the thin film of the magnesium oxide layer formed on the processing target 2. .

【0033】この方法により形成された酸化マグネシウ
ム薄膜の膜質は、光学ギャップが7.7eV、X線回折
による膜構造は(1、0、0)、(1、1、0)、
(1、1、1)面の何れにも、供給ガスの種類、供給流
量、電力量等の条件によって制御可能であった。
The film quality of the magnesium oxide thin film formed by this method has an optical gap of 7.7 eV, and the film structure by X-ray diffraction is (1, 0, 0), (1, 1, 0),
Any of the (1, 1, 1) planes could be controlled by conditions such as the type of supply gas, supply flow rate, and electric energy.

【0034】また、形成された厚さ0.5μmの酸化マ
グネシウム層を誘電体保護膜として3電極型面放電方式
によるプラズマディスプレイパネルに応用したときの放
電性能は放電開始電圧が130〜140Vであり、良好
な特性を示した。
When the formed magnesium oxide layer having a thickness of 0.5 μm is applied as a dielectric protective film to a three-electrode surface discharge type plasma display panel, the discharge starting voltage is 130 to 140 V. And good characteristics.

【0035】なお、本実施形態では、薄膜改質のエネル
ギー源としてキセノンランプを使用したが、他の近赤外
線あるいは遠赤外線光源による光照射の形態を付加して
もよい。さらに、場合によっては、加熱状態の被処理体
2の表面温度を上記約500℃を下回らせ、その上で後
処理として焼成を行ってもよい。
In this embodiment, a xenon lamp is used as an energy source for reforming the thin film. However, a form of light irradiation by another near-infrared ray or far-infrared ray light source may be added. Further, in some cases, the surface temperature of the object 2 to be heated in a heated state may be lower than about 500 ° C., and then firing may be performed as a post-treatment.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の薄膜形成方法及び装置によれ
ば、以上の説明から明らかなように、液体材料によって
酸化マグネシウム膜を形成するため、その処理を常圧の
反応容器内で行うことができ、したがって被処理体が大
型になってもそれに合わせて常圧の反応容器を大きくす
るだけで足り、大型の真空容器を用いる必要がないた
め、保護膜の形成の際の簡便性、高生産性化、低コスト
化を達成できる。
According to the method and apparatus for forming a thin film of the present invention, as is apparent from the above description, since a magnesium oxide film is formed from a liquid material, the processing can be performed in a reaction vessel at normal pressure. Therefore, even if the object to be treated becomes large, it is sufficient to make the normal-pressure reaction vessel large accordingly, and there is no need to use a large vacuum vessel. And cost reduction.

【0037】また、液体材料による超微粒径の霧化微粒
子の温度コントロールを行うことによって、効率的に有
機成分の脱離、蒸発を促進させて被処理体表面以外での
溶質成分の過反応を抑制することによって、緻密かつ有
機成分のない結晶性を有する高性能な電子放電特性を有
する酸化マグネシウム層を形成することができる。
In addition, by controlling the temperature of the atomized fine particles having an ultra-fine particle size by the liquid material, the desorption and evaporation of the organic component are efficiently promoted, and the overreaction of the solute component other than the surface of the object to be processed is performed. , A dense magnesium oxide layer having high-performance electronic discharge characteristics having high crystallinity without organic components can be formed.

【0038】その結果、交流駆動型のプラズマディスプ
レイパネルの放電開始電圧、放電維持電圧及び発光効率
を向上できる。
As a result, the discharge starting voltage, the discharge sustaining voltage and the luminous efficiency of the AC-driven plasma display panel can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の薄膜形成装置の縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a thin film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態の薄膜改質装置の縦断
面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a thin film reforming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 霧化微粒子 2 被処理体 4 液体原料 5 加熱ステージ 6 キャリアガス 7 温調用ヒータ 10 超音波振動子 11 霧化容器 15 常圧の反応容器(薄膜形成用) 16 供給ノズル 17 常圧の反応容器(薄膜改質用) 18、20 供給配管 23 紫外線発光源 24 加熱ステージ 25 酸素ガスまたは還元性不活性ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Atomized fine particle 2 Object to be processed 4 Liquid raw material 5 Heating stage 6 Carrier gas 7 Temperature control heater 10 Ultrasonic vibrator 11 Atomization container 15 Normal-pressure reaction container (for thin film formation) 16 Supply nozzle 17 Normal-pressure reaction container (For thin film reforming) 18, 20 Supply pipe 23 Ultraviolet light source 24 Heating stage 25 Oxygen gas or reducing inert gas

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 和幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5C027 AA05 AA07 5C040 GE07 GE09 JA07 MA23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuyuki Sawada 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 5C027 AA05 AA07 5C040 GE07 GE09 JA07 MA23

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネシウム成分を含んだ有機化合物か
らなる液体原料によって、被処理体上に酸化マグネシウ
ム層を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
1. A method for forming a thin film, comprising: forming a magnesium oxide layer on an object to be processed using a liquid raw material comprising an organic compound containing a magnesium component.
【請求項2】 酸化マグネシウム前駆体と少なくとも1
種類以上の有機物とを含んだ有機金属化合物からなる液
体原料を霧化して霧化微粒子を生成し、温度調整手段に
て又は雰囲気中に供給した不活性ガス等にて霧化微粒子
の温度を制御し、この霧化微粒子を常圧下で被処理体に
供給して被処理体上に酸化マグネシウム層を形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の薄膜形成方法。
2. A magnesium oxide precursor and at least one
Atomization of liquid raw material composed of organometallic compounds containing more than one kind of organic matter to generate atomized fine particles, and control temperature of atomized fine particles by temperature control means or by inert gas supplied to atmosphere 2. The method according to claim 1, wherein the atomized fine particles are supplied to the object under normal pressure to form a magnesium oxide layer on the object.
【請求項3】 酸化マグネシウム層が形成された被処理
体を常圧の反応容器に収容し、反応容器内の被処理体の
酸化マグネシウム層表面に光スペクトルエネルギーを供
給して、酸化マグネシウム層の膜構造を改質することを
特徴とする請求項1または2記載の薄膜形成方法。
3. An object on which a magnesium oxide layer is formed is accommodated in a reaction vessel under normal pressure, and optical spectrum energy is supplied to the surface of the magnesium oxide layer of the object in the reaction vessel to form the magnesium oxide layer. 3. The method according to claim 1, wherein the film structure is modified.
【請求項4】 酸化マグネシウム前駆体と少なくとも1
種類以上の有機物とを含んだ有機金属化合物からなる液
体原料を霧化して霧化微粒子を生成する手段と、霧化微
粒子の温度制御を可能とする手段と、この霧化微粒子を
常圧下で被処理体に供給して被処理体上に酸化マグネシ
ウム層を形成する手段とを備えたことを特徴とする薄膜
形成装置。
4. The magnesium oxide precursor and at least one
Means for atomizing a liquid raw material comprising an organometallic compound containing more than one kind of organic substance to generate atomized fine particles, means for enabling temperature control of the atomized fine particles, and coating the atomized fine particles under normal pressure. Means for forming a magnesium oxide layer on the object to be supplied by supplying the object to the object to be processed.
【請求項5】 常圧の反応容器と、この反応容器内で被
処理体を加熱状態で保持する手段と、超音波による微粒
化法により液体原料を霧化する超音波発信手段と、霧化
された超微粒径の霧化微粒子を被処理体に供給するため
のキャリアガスを反応容器内へ供給する手段と、霧化微
粒子を被処理体に供給する過程で温度制御する手段とを
備えたことを特徴とする請求項4記載の薄膜形成装置。
5. A reaction vessel at normal pressure, a means for holding the object to be processed in the reaction vessel in a heated state, an ultrasonic wave transmitting means for atomizing a liquid raw material by an ultrasonic atomization method, and atomization. Means for supplying a carrier gas for supplying atomized fine particles having an ultra-fine particle diameter to the object to be processed, and means for controlling the temperature in the process of supplying the atomized fine particles to the object to be processed. 5. The thin film forming apparatus according to claim 4, wherein:
【請求項6】 酸化マグネシウム層が形成された被処理
体を収容可能な常圧の反応容器と、反応容器内の被処理
体の酸化マグネシウム層表面に光スペクトルエネルギー
を供給して酸化マグネシウム層の膜構造を改質する手段
とを備えたことを特徴とする請求項4又は5記載の薄膜
形成装置。
6. A reaction vessel under normal pressure capable of accommodating an object on which a magnesium oxide layer is formed, and supplying optical spectrum energy to a surface of the magnesium oxide layer of the object in the reaction vessel to form the magnesium oxide layer. 6. The thin film forming apparatus according to claim 4, further comprising means for modifying a film structure.
【請求項7】 常圧の反応容器内で被処理体を加熱状態
で保持する手段と、この被処理体に形成された酸化マグ
ネシウム層の雰囲気が酸化または還元性雰囲気ガス空間
に制御されるように反応容器内にガスを供給する手段
と、この雰囲気ガス中で酸化マグネシウム層に紫外線等
の光スペクトルエネルギーを照射し、膜中の酸素欠損状
態を促進させることによって薄膜膜構造ネットワークの
組成制御して薄膜改質を行う手段とを備えたことを特徴
とする請求項6記載の薄膜形成装置。
7. A means for holding an object to be processed in a reaction vessel at normal pressure in a heated state, and an atmosphere of a magnesium oxide layer formed on the object to be processed is controlled to an oxidizing or reducing atmosphere gas space. Means for supplying a gas into the reaction vessel, and irradiating the magnesium oxide layer with light spectrum energy such as ultraviolet rays in the atmosphere gas to promote the oxygen deficiency state in the film, thereby controlling the composition of the thin film film structure network. 7. The thin film forming apparatus according to claim 6, further comprising: means for performing a thin film modification by means of a thin film.
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