JPH0754151A - 薄膜の形成方法及びその形成装置 - Google Patents

薄膜の形成方法及びその形成装置

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JPH0754151A
JPH0754151A JP20488793A JP20488793A JPH0754151A JP H0754151 A JPH0754151 A JP H0754151A JP 20488793 A JP20488793 A JP 20488793A JP 20488793 A JP20488793 A JP 20488793A JP H0754151 A JPH0754151 A JP H0754151A
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JP
Japan
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raw material
thin film
liquid
forming
flow rate
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JP20488793A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Kitagawa
雅俊 北川
Munehiro Shibuya
宗裕 澁谷
Takeshi Kamata
健 鎌田
Shigenori Hayashi
重徳 林
Takashi Hirao
孝 平尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜堆積に用いる液体または液化した固体原
料16の供給量を、液体流量制御器17を用いて制御す
るとともに、流量制御器17の直後に、前記原料の分子
が吸収し得る振動数の超音波を振動子18で与え、液体
流量制御器出口から流出する原料を気化することによ
り、各堆積層を設定の厚さに制御する。 【構成】 液体原料を直接液体流量制御器17で流量調
節を行ない、その後、超音波発生のための圧電セラミッ
ク素子19における超音波励振、加熱ヒータ23による
加熱気化や気化促進の霧吹きガスの導入孔24を用い、
再現性よく液体原料を用いた薄膜形成が可能となる装置
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用区分】本発明は、液体や固体を気化させ
た原料ガスを用いプラズマCVD、熱CVD、光CVD
等の化学気相成長法により行なわれる薄膜形成に用いら
れる固体原料もしくは加熱により液化した固体原料の気
化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液体原料を用いた薄膜形成方法、
例えばCVD等を使用して行う場合、そのガス供給装置
構成は、一般に図3に示すような構成を持つ。図3にお
いて、30は熱・プラズマ・光等のエネルギーによる原
料ガスの分解による化学気相薄膜成長のための反応容器
で、一般に排気孔31より真空に排気される。32は固
体原料や固体原料の容器で、33の加熱用ヒータにより
容器並びに原料34を昇温し気化させる。例えば、チタ
ン酸鉛(PbTiO3 )薄膜を形成する場合には、Ti
(OC2 5 4 等のチタンアルコキシドとPb(CH
4 2 等のアルキル鉛をそれぞれ容器中に入れる。その
蒸気を反応容器内に直接導入するか、Ar・He等の不
活性なキャリアガスでバブリングを行ない反応ガスとし
て用いる。35はキャリアガスの容器で配管を通し、固
体もしくは加熱によって液化した中へ導入され、バブリ
ングにより気化を促進させる。36の流量制御装置によ
るキャリアガスの流量調節と原料容器加熱の設定によ
り、反応炉への原料の導入量を制御していた。37はガ
ス導入孔で、気化させた原料ガスは配管加熱ヒータ38
で保温され、第2のガス導入孔39からO2 、N2 O等
の酸化用ガスが導入される。これらのガスがプラズマ分
解されて薄膜として基板ホルダー40上の基板41に堆
積形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の装置構成では、流量制御を行なおうとしても原
料ガスが高温に加熱されているため、マスフローコント
ローラで直接原料ガスを制御出来ず、キャリアガスの流
量調節と原料容器加熱の設定により、反応炉への原料の
導入量を制御していた。そのため容器の形状や容量・原
料残量によって流量が変化してしまい、膜組成、成膜速
度や膜厚分布に再現性がなく、実用化が難しいという問
題があった。また大面積基板を処理する要求から、反応
容器の大型化やプラズマ電極の大口径化に対し反応領域
に均一に気化した原料ガスを供給させる必要があった。
そのためには、充分な気体原料の供給を必要とし、原料
容器や配管系の加熱温度をさらに高温化する必要が生じ
流量制御がさらに難しくなり、生産装置における実用化
を妨げていた。
【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、複数層の薄膜を堆積させるに際して、各堆積層を設
定の厚さに制御できる薄膜の形成方法及びその形成装置
を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の薄膜の形成方法は、薄膜堆積に用いる液体
または液化した固体原料の供給量を、液体流量制御器を
用いて制御するとともに、前記流量制御器の直後に、前
記原料の分子が吸収し得る振動数の超音波振動を与え、
液体流量制御器出口から流出する前記原料を気化するこ
とを特徴とする。
【0006】前記構成においては、供給する液体または
液化した固体原料が、2種類以上を混合することが好ま
しい。次に本発明の薄膜の形成装置は、薄膜堆積に用い
る液体または液化した固体原料の供給量を制御するため
の液体流量制御器と、前記流量制御器の直後に、液体流
量制御器出口から流出する前記原料を気化するための超
音波振動付与手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】前記本発明方法及び装置においては、超音
波振動の振動子に与える電力を調整する手段を備えたこ
とが好ましい。また前記本発明方法及び装置において
は、液体流量制御器出口直後に、前記原料の液体が気化
し得る温度に加熱するための加熱器を備えたことが好ま
しい。
【0008】また前記本発明方法及び装置においては、
液体流量制御器出口直後に、前記原料の液体と異なる気
体の高速流と混合状態とすることにより、前記液体原料
の気化を行う手段を備えたことが好ましい。
【0009】また前記本発明方法及び装置においては、
超音波振動子に印加する超音波の周波数が、10kHz
〜1MHzであることが好ましい。
【0010】
【作用】前記本発明方法及び装置の構成によれば、薄膜
堆積に用いる液体または液化した固体原料の供給量を、
液体流量制御器を用いて制御するとともに、前記流量制
御器の直後に、前記原料の分子が吸収し得る振動数の超
音波振動を与え、液体流量制御器出口から流出する前記
原料を気化することにより、複数層の堆積層を設定の厚
さに制御できる。すなわち、薄膜堆積に用いられる液体
もしくは固体原料の液化した原料を気化した気体原料の
分解反応を用いた化学気相成長過程による薄膜の堆積工
程において、液体流量制御器出口より流出した原料液体
をおもに超音波で励振させ気化することによって原料温
度を必要以上に高温に昇温する事なく気化させることが
可能となる。その結果、比較的低温で蒸気圧の小さな液
体原料を用いても気化を行なうことが可能となり原料気
体を安定に供給可能となり、結果的に良質な薄膜を制御
性良く、大面積にかつ安定に形成する方法を実現する作
用をもつものである。
【0011】さらに、2種類以上の異なる液体原料を用
い化合物を堆積形成する場合においても、従来の装置お
よび方法では、気化する温度が異なったり、蒸気圧が異
なったりして、混合液体原料を用いることが困難な場合
においても、安定に原料の気化・供給が行なえると同時
に、装置の簡単化も果たすことが可能となる。
【0012】
【実施例】以下図面に基づき、本発明の一実施例を示
す。本実施例においては、固体や固体を気化させた原料
ガスを用い、プラズマCVD、熱CVD、光CVD等の
化学気相成長法により、固体原料もしくは加熱により液
化した固体原料のガス化供給装置を用いて安定に薄膜形
成を行うものである。
【0013】図1は本発明で使用される固体原料ガス化
装置およびそれを用いたガス供給装置と薄膜形成システ
ム構成の概略図である。11は薄膜形成を行なうための
反応容器で、排気孔12より真空に排気可能な構造を有
している。13は第1の原料ガス導入口で、本実施例の
原料供給装置から気化させられた原料ガスを導入出来る
ようになっている。14は液体原料の容器で、15の加
熱用ヒータにより容器並びに原料16を直接は気化させ
ず、流量制御器17の流量検出部が検出可能な範囲まで
昇温する。例えば、チタン酸鉛薄膜を形成する場合に
は、原料16としてTi(OC2 5 4 等のチタンア
ルコキシドとPb(CH3 COO)2 :無水酢酸鉛とを
あらかじめ混合して同一の容器に入れておけば良い。1
8は流量制御器から流出した液体原料に超音波振動を伝
えるための超音波発生のための圧電素子で、ステンレス
等配管の先端を細いノズルとしのその先端近傍に振動子
を設けておき、図1のように固定する。圧電素子18に
電圧を印加することにより超音波が発生し、ステンレス
配管先端ノズルから流出した液体原料に超音波が伝搬さ
れ気化が起きる。電極に与える電力を調節する事によ
り、発生する超音波の出力は変化し、それによって液体
が気化する量が制御可能である。液体流量制御器におけ
る流量の設定値を19の増幅回路を通し制御信号として
高周波電源20を通じ超音波振動子へ電力を与え、設定
流量と連動するよう電力調整可能にしておくことにより
効率良く原料供給が可能となる。21は、気化をさらに
促進させるための加熱ヒータであり、化学気相堆積反応
容器が減圧状態になっている場合、断熱膨張にともなう
冷却凝縮による再液化を防ぐために設けてある。22は
気化を安定化させるため、気化した原料に原料とは異な
る気体例えばArやHeを導入し、いわゆる霧吹きの原
理で高速に混合状態とすることにより、前記液体原料の
気化を安定に行なうための混合装置である。23はN2
O、O2 等やそれらの混合ガス等のガスが導入される反
応ガス導入孔であり、原料ガスと反応室で混合される。
場合によってはこれらの酸化反応に用いられるガスを2
2の導入口より導入しても良い。このような工程の後、
各種の分解反応により基板ホルダー24に設置された基
板25上に薄膜が形成される。
【0014】なお、本実施例ではチタン酸鉛のための装
置構成および薄膜形成方法について述べたが、他の原料
を使用する薄膜形成のための装置および形成方法として
も適用可能であり、同様の効果が得られることは言うま
でもない。
【0015】以下具体的実施例を説明する。 (実施例1)原料として、Ti(OC2 5 4 とPb
(CH3 COO)2 とをあらかじめTi(OC2 5
4 :Pb(CH3 COO)2 =1:1.5のモル比で混
合して同一の容器に入れた。圧電素子の電圧を100
V、0.5A、100kHzとし、液体原料を気化させ
た。これにより液体の気化量は約5mg/min.に制御で
きた。液体流量制御器における流量の設定値20mVを
増幅回路を通し制御信号として高周波電源を通じ超音波
振動子へ電力を与え、設定流量と連動するよう電力調整
した。加熱ヒータの温度は130℃とした。気化を安定
化させるため、気化した原料にHeガスを流量:200
sccm導入した。また、N2 Oガスを導入し、原料ガ
スと反応室で混合した。
【0016】図2に、前記本実施例のチタン酸鉛薄膜を
形成した時、複数回異なる基板に同一条件で堆積を行な
った場合の膜厚分布の比較を示す。横軸は堆積回数、縦
軸は初回堆積膜厚で規格化した膜厚値を示している。比
較例として、従来法のキャリアガスHeを用い、バブリ
ングによる原料ガスの供給によりチタン酸鉛薄膜を形成
した場合を示す。図2から明らかなように、本実施例に
よると堆積毎の膜厚分布の向上、すなわち均一厚さの堆
積膜を得ることができた。
【0017】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明方法及び装置
によれば、薄膜堆積に用いる液体または液化した固体原
料の供給量を、液体流量制御器を用いて制御するととも
に、前記流量制御器の直後に、前記原料の分子が吸収し
得る振動数の超音波振動を与え、液体流量制御器出口か
ら流出する前記原料を気化することにより、各堆積層を
設定の厚さに制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の薄膜形成装置の概略図。
【図2】本発明の効果を示すために、従来法によるチタ
ン酸鉛薄膜を形成した時と本発明によるチタン酸鉛薄膜
を形成した時の、堆積回数による膜厚変化分布の比較を
示す図。
【図3】従来の薄膜装置の概略図。
【符号の説明】
11 真空チャンバー 12 排気孔 13 第1のガス導入孔 14 原料容器 15 加熱ヒータ 16 液体原料 17 液体流量制御器 18 圧電素子 19 増幅回路 20 高周波電源 21 気体加熱ヒータ 22 気化促進ガス導入孔 23 反応ガス導入孔 24 基板ホルダー 25 基板
フロントページの続き (72)発明者 林 重徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 平尾 孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学気相成長による堆積薄膜の形成方法
    において、薄膜堆積に用いる液体または液化した固体原
    料の供給量を、液体流量制御器を用いて制御するととも
    に、前記流量制御器の直後に、前記原料の分子が吸収し
    得る振動数の超音波振動を与え、液体流量制御器出口か
    ら流出する前記原料を気化することを特徴とする薄膜の
    形成方法。
  2. 【請求項2】 供給する液体または液化した固体原料
    が、2種類以上を混合したものである請求項1に記載の
    薄膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 化学気相成長による堆積薄膜の形成装置
    において、薄膜堆積に用いる液体または液化した固体原
    料の供給量を制御するための液体流量制御器と、前記流
    量制御器の直後に、液体流量制御器出口から流出する前
    記原料を気化するための超音波振動付与手段とを備えた
    ことを特徴とする薄膜の形成装置。
  4. 【請求項4】 超音波振動の振動子に与える電力を調整
    する手段を備えた請求項1に記載の薄膜の形成方法また
    は請求項3に記載の薄膜の形成装置。
  5. 【請求項5】 液体流量制御器出口直後に、前記原料の
    液体が気化し得る温度に加熱するための加熱器を備えた
    請求項1に記載の薄膜の形成方法または請求項3に記載
    の薄膜の形成装置。
  6. 【請求項6】 液体流量制御器出口直後に、前記原料の
    液体と異なる気体の高速流と混合状態とすることによ
    り、前記液体原料の気化を行う手段を備えた請求項1に
    記載の薄膜の形成方法または請求項3に記載の薄膜の形
    成装置。
  7. 【請求項7】 超音波振動子に印加する超音波の周波数
    が、10kHz〜1MHzである請求項1に記載の薄膜
    の形成方法または請求項3に記載の薄膜の形成装置。
JP20488793A 1993-08-19 1993-08-19 薄膜の形成方法及びその形成装置 Pending JPH0754151A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002058129A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Film fin ferroélectrique, film fin de métal ou film fin d'oxyde, procédé et dispositif d'élaboration correspondant, et dispositif électrique ou électronique utilisant ledit film fin
WO2002058141A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Carburateur, dispositifs de divers types utilisant ce carburateur et procede de vaporisation
JP2005026455A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Tokyo Electron Ltd 処理方法及び処理装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002058129A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Film fin ferroélectrique, film fin de métal ou film fin d'oxyde, procédé et dispositif d'élaboration correspondant, et dispositif électrique ou électronique utilisant ledit film fin
WO2002058141A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Carburateur, dispositifs de divers types utilisant ce carburateur et procede de vaporisation
US7246796B2 (en) 2001-01-18 2007-07-24 Masayuki Toda Carburetor, various types of devices using the carburetor, and method of vaporization
KR100881681B1 (ko) * 2001-01-18 2009-02-06 가부시키가이샤 와타나베 쇼코 기화기 및 이를 이용한 각종 장치와 기화 방법
US7673856B2 (en) 2001-01-18 2010-03-09 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Vaporizer and various devices using the same and an associated vaporizing method
JP2005026455A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Tokyo Electron Ltd 処理方法及び処理装置

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