JPH0332760A - 薄膜作製用霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、霧化した原料溶液を加熱された基板上に吹き
付け、その表面上に薄膜を形成するためのいわゆる薄膜
作製用霧化装置に関し、特に、原料溶液を霧化する霧化
部の改良された構造に関する。

［従来の技術］ 従来、薄膜作製用霧化装置は、例えば特開昭６１−６９
９６１号公報により既に知られている。この様な薄膜作
製用霧化装置は、第３図に示されるように、原料溶液を
霧化するいわゆるスプレーノズル１０を風洞１１内に並
べ、このスプレーノズルの背面側に霧化した原料溶液を
送るためのプロワ−１２を設置し、もって上記ブロワ−
１２を設置したとは反対側に設けた０１１口部のノズル
１３より霧状の原料溶液を取り出すことが知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来技術になる薄膜作製用霧化装
置では、開口部のノズルより供給される霧状の原料溶液
の粒子の径に粗密のばらつきがあり、粒子径の分布幅が
広く、特に径の大きな粗い粒子が混入した場合には、基
板の表面上に形成される薄膜の膜厚が局部的に不均一に
なってしまうという問題点を有していた。

そこで、本発明は、上記の従来技術における問題点に鑑
み、供給される霧状原料溶液の粒子径が細かく、かつ、
粒子径の分布の幅が小さい粒子を供給することが可能な
薄膜作製用霧化装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、上記目的を達成するため、本発明において採
用された手段の要旨は、原料溶液を霧化する霧化部と、
霧化された原料溶液を放出する開口部とを備えた薄膜作
製用霧化装置において、上記霧化部は、閉じられた空間
を有する風洞部とスプレーノズルを用いた霧発生手段と
、上記霧発生手段が配置された風洞部の基端側から先端
側に向けて開口径が次第に増大するテーパ状の導管と、
上記テーパ状の導管の先端側の風洞部内部に形成された
霧溜室と、その霧溜室の真上に開口した空洞部の開口部
と、前記導管の先端部の周囲からテーパ状導管の外周側
を通して霧溜室とテーパ状導管の基端側とを連通ずる復
流通路とを備える薄膜作製用霧化装置である。

［作　　　用］ 本件発明者らは、スプレーノズルから噴き出された霧状
原料溶液の粒子径を観察したところ、その噴出範囲の端
の部分では粒径の大きな粒子が多く存在することに着目
しており、本発明は、この認識に基すいてなされた。す
なわち、スプレーノズルから噴き出された霧状原料溶液
粒子のうち、比較的粗い粒子のものは、霧の周囲の部分
に分布する。また、噴出された霧状原料溶液の中心付近
においても、粗い粒子の霧が含まれるが、それれば細か
い霧に比べて噴出速度が速いため、遠くへ吹き飛ばされ
る。

上記の本発明になるｆｓ膜作製用霧化装匝によれば、霧
発生手段から発射された霧状原料溶液は、まずテーパ状
導管を通るが、そのとき、噴霧経路の周囲にある比較的
粗い粒子の霧が前記導管の壁面に当り、液滴となって霧
の中から除去される。さらに、噴霧経路の中心にある粗
い粒子の霧は遠方へと飛散し、霧溜室の壁面に当り、や
はり液滴となって霧の中から除去される。

霧溜室に送られた比較的粒子の細かい霧は、上方に浮揚
して、空洞部の開口部から基板へと送られる。また、そ
の一部は、霧発生手段によりテーパ状導管の基端側に形
成される負圧により、テーパ状導管の先端の周囲にある
孔と同導管の周囲に形成された復流通路を介して再び上
記テーパ状導管の先端側に循環される。この間に比較的
粒子の粗い霧が取り除かれると共に、粒径の揃った霧状
原料溶液粒子だけが再び霧溜室に戻され、前記開口部か
ら基板に送られる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら説明する。

第１図において、本発明になる薄膜作製用霧化装置は、
例えば箱形の風洞部ｌを有しており、その−側面に貫通
孔２が設けられ、この貫通孔２の中央に、いわゆる二流
体スプレーノズル３が取り付けられている。この箱形の
風洞部Ｉの内部には、上記二流体スプレーノズル３の先
端部に連なるテーパ状導管４が設けられ、上記二流体ス
プレーノズル３から噴出された霧状の原料溶液はこのテ
ーパ状導管４を通して、上記テーパ状導管４の先端開口
に設けられた霧溜室５に導かれる。テーパ状導管４の開
口径は、ノズル３側から霧溜室５側にわたって次第に広
くなっている。

上記霧溜室５の上側面に開口部６が形成され、上記霧溜
室５に溜められた霧状の原料溶液がこの霧取り出し用の
開口部６から上昇し、図示しない基板へと送られる。例
えば、図には示されていないが、開口部６から出た霧状
原料溶液は、例えばその上方に配置された反応室に導か
れ、この反応室の中に表面（薄膜を形成する側の面）を
下方へ向け、背面からヒータ等によって４００〜５００
℃に加熱された基板の表面上に吹き付けられる。そして
、この霧状原料溶液は、上記基板の表面上で、加熱され
ることによって脱水されると共に気化され、かつ空気中
の酸素や水蒸気と反応して上記基板の表面に例えば、Ｓ
ｎ１１ｎ等の酸化物からなる薄膜を形成する。

一方、上記テーパ状導管４の先端開口部の周囲には、上
記風洞部１に固着された仕切り板７が設けられており、
この仕切り板７によって上記テーパ状導管４が上記風洞
部１内に支持されると共に、風洞部ｌの中に霧溜室５が
仕切られている。そして、上記仕切り板７には、図にも
示すように、上記上記テーパ状導管４の先端開口部を囲
むようにして複数の孔８が形成されており、これら複数
の孔８とテーパ状導管４の周囲側の空洞部を介して、上
記霧溜室５とテーパ導管４の基端側とを連通ずる復流通
路が形成されている。

以上に説明した薄膜作製用霧化装置の動作について以下
に第２図を用いて説明する。

先ず、上記風洞部ｌの側面に取り付けた上記二流体スプ
レーノズル３から圧搾空気と原料溶液が噴出され、その
結果、霧状の原料溶液が発生する。この霧状の原料溶液
は空気の流れと共に上記テーパ状導管４を広がりながら
通り、その先端（図中左側）開口に導かれて上記霧溜室
５に入る。この時、上記霧状の原料溶液粒子の粒子は、
上記テーパ状導管４に近い周囲部分が粗く、これが、導
管４の壁面に付着する。また、霧の束の中央にある粒子
の粗い霧状の原料溶液粒子は、より遠くへ飛ばされて上
記霧溜室５のノズル３と対向する壁面（第２図中、左側
壁）に衝突する。それゆえ、比較的粒子径の大きな霧状
の原料溶液粒子は、壁面に付着することによって液滴と
なり、霧の中から除去される。

また、上記二流体スプレーノズル３の噴射部側は、霧溜
室５側に比べてテーパ状導管４の開口径が狭いため、気
流の流速が速く、負圧となる。この為、上記霧溜室５内
の霧状の原料溶液粒子の一部、特に上記霧溜室５の端部
、あるいは周辺部に集まる霧状の原料溶液粒子は、上記
仕切り板７の上記テーパ状導管４の開口部に近接して設
けられた複数の孔８とテーパ状導管４の周囲を通して、
同導管４の基端側に戻される。

この様な復流通路を介して上記二流体スプレーノズル３
の噴射部に戻された霧状の原料溶液粒子は、さらに粒の
粗いものが取り除かれて、細かい霧のみが上記霧溜室５
に戻され、開口部６を通して上方へ送られる。

次に、本発明になる上記薄膜作製用霧化袋はの具体的構
造の詳細について説明すると共に、その具体的な効果に
ついて、比較例と比較しながら以下に述べる。

先ず、上記風洞部１は、長さ１．　３ｍｓ　　高さ８０
　ｃｍｌ　　幅８０ｃｍの箱形風洞部ｌとし、その−側
面（図面では右側面）には二流体スプレーノズル２を取
り付けた。この二流体スプレーノズル２は、気体及び液
体の二流体を同時に噴射して上記液体を霧状にするもの
であり、気体としては例えば空気が使用され、この空気
を５に１／Ｃｍ２の圧力で噴射した。一方、液体として
は例えばＳｎとＩｎの塩化物溶液を各々使用し、液圧０
．２　ｋｇ／　ｃ　ｍ２　　液ｆｆ１４１／ｈで噴射し
た。

この結果、５分後には、上記霧溜室５の上部に形成され
た上記開口部６を介して得られた霧状の原料溶液は、粒
径１０μｍ以上のものがほとんど無く、微細でほぼ一定
の粒径を有していた。

一方、比較例として、上記の実施例において、そのテー
パ状導管４が無く、かつ上記復流通路による循環系の無
いものでは、取り出される霧状の原料溶液の粒径が一定
せず、その圧力の変動が大きく、霧を発生するノズルに
おいていわゆるノッキングを生じていた。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、供
給される霧状原料溶液の粒子径の細かく、かつ、粒子径
の揃った霧状原料溶液を供給することが可能で、しかも
ノズルのノッキング等という好ましくない現象を起こす
事のない、極めて実用的な薄膜作製用霧化装置を提供す
る事が出来るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である薄膜作製用霧化装置の構
造を示すための一部断面を含む斜視図、第２図は薄膜作
製用霧化装置の動作を説明するための平面断面図であり
、そして第３図は従来技術になる薄膜作製用霧化装置の
Ｎ４造を示すための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料溶液を霧化する霧化部と、霧化された原料溶液を放
   出する開口部とを備えた薄膜作製用霧化装置において、
   上記霧化部は、閉じられた空間を有する風洞部とスプレ
   ーノズルを用いた霧発生手段と、上記霧発生手段が配置
   された風洞部の基端側から先端側に向けて開口径が次第
   に増大するテーパ状の導管と、上記テーパ状の導管の先
   端側の風洞部内部に形成された霧溜室と、その霧溜室の
   真上に開口した空洞部の開口部と、前記導管の先端部の
   周囲からテーパ状導管の外周側を通して霧溜室とテーパ
   状導管の基端側とを連通する復流通路とを備えることを
   特徴とする薄膜作製用霧化装置。