TW202224782A - 製膜用霧化裝置、製膜裝置及製膜方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種製膜用霧化裝置，其係藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置，其特徵為：具備：收容前述原料液體的原料容器；收容作為用以對前述原料液體傳播前述超音波的媒體的中間液的傳播槽；以該原料容器的至少一部分位於前述中間液中的方式支持前述原料容器的支持機構；使前述中間液作循環的循環機構；使前述超音波發生，且施加至前述傳播槽的超音波發生器；及將前述中間液中的氣體排出至前述製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構者。藉此，可提供可持續以高效率進行原料液體的霧化的製膜用霧化裝置。

Description

製膜用霧化裝置、製膜裝置及製膜方法
本發明係關於製膜用霧化裝置、製膜裝置及製膜方法。
以可在低溫及大氣壓下形成磊晶膜等的方法而言，已知霧化CVD(化學氣相沉積)法等使用液體微粒子的製膜手法。在專利文獻1中係揭示對超音波振動子放設已放入原料溶液的容器，藉此將原料溶液霧化，且將所得的霧狀原料以載體氣體供給至反應器內的基板來進行製膜的方法。
對原料液體施加超音波，通常可利用亦包含有腐蝕性的原料液體等的廣泛材料，因此透過水等中間液來進行。但是，若持續施加超音波，由中間液發生氣泡，妨礙對原料液體傳播超音波，有霧氣發生量降低的問題。相對於此，在專利文獻2中係揭示藉由將原料容器的底面相對中間液的液面設置角度，藉此回避氣泡附著在原料容器底面的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-28480號公報 [專利文獻2]日本特開2005-305233號公報
(發明所欲解決之問題)
但是，在專利文獻2的構造中，由於原料容器內的原料液體的深度不均一，因此尤其具備複數超音波發生器時等，並無法將原料液體充分霧化。再此外，有霧化裝置的構造變得複雜，且裝置昂貴的問題。
本發明係為解決上述問題而完成者，目的在提供可持續以高效率進行原料液體的霧化的製膜用霧化裝置、具備如上所示之霧化裝置的製膜裝置、及可以高生產性進行安定的製膜的製膜方法。 (解決問題之技術手段)
為達成上述目的，在本發明中，提供一種製膜用霧化裝置，其係藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置，其特徵為： 具備： 收容前述原料液體的原料容器； 收容作為用以對前述原料液體傳播前述超音波的媒體的中間液的傳播槽； 以該原料容器的至少一部分位於前述中間液中的方式支持前述原料容器的支持機構； 使前述中間液作循環的循環機構； 使前述超音波發生，且施加至前述傳播槽的超音波發生器；及 將前述中間液中的氣體排出至前述製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構。
若為如上所示之霧化裝置，可防止中間液中的氣體形成為氣泡而滯留在原料容器的底部等，且可抑制對原料液體傳播超音波被氣泡所妨礙，因此可使超音波持續以高效率傳播至原料液體。結果，本發明之霧化裝置係可持續以高效率進行原料液體的霧化。此外，本發明之霧化裝置係可持續進行原料液體的霧化，因此可進行高密度的原料液體霧化。接著，具備如上所示之霧化裝置的製膜裝置係可以高生產性進行安定的製膜。
較佳為在比前述原料容器的底面更低位置配置有由前述循環機構對前述傳播槽注入前述中間液的注入口者。
若為如上所示之霧化裝置，可更有效率地去除中間液中的氣體，結果，可持續以更高效率進行原料液體的霧化。
較佳為在比前述原料容器的底面更高位置配置有由前述傳播槽對前述循環機構排出前述中間液的排出口者。
若為如上所示之霧化裝置，可更有效率地去除中間液中的氣體，結果，可持續以更高效率進行原料液體的霧化。
較佳為前述原料容器係具備水平的底面者。
若為如上所示之霧化裝置，可使原料容器內的原料液體的深度成為均一，藉此可將原料液體更充分霧化。結果，可持續以更高效率進行原料液體的霧化。此外，若為如上所示之形狀，達成裝置構造單純化，亦有助於抑制成本。
亦可在前述傳播槽設有前述除氣機構。 此時，例如，可將前述除氣機構形成為將由前述傳播槽與保持前述原料容器的前述支持機構所包圍的空間的內部與外部在空間上相連接者。
或者，亦可在前述循環機構設有前述除氣機構。
如上所示，除氣機構若為可存在中間液之處，亦可設在任何處。
此外，在本發明中，提供一種製膜裝置，其係構成為對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜裝置，其特徵為： 具備： 本發明之製膜用霧化裝置； 前述製膜機；及 構成為將藉由前述製膜用霧化裝置進行霧化而生成的前述原料霧氣，藉由載體氣體而供給至前述製膜機的供給機構。
若為如上所示之製膜裝置，由於具備本發明之製膜用霧化裝置，因此可安定地持續製膜，可形成為生產性高的裝置。
此外，在本發明中，提供一種製膜方法，其係對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜方法，其特徵為： 包含： 藉由本發明之製膜用霧化裝置，將原料液體進行霧化的步驟； 將前述經霧化的原料液體與載體氣體混合而形成混合氣的步驟；及 將前述混合氣供給至基底基板來進行製膜的步驟。
若為如上所示之製膜方法，由於具備本發明之製膜用霧化裝置，因此可安定地持續需要更長時間之對大口徑基板的製膜，可以高生產性進行安定的製膜。 (發明之效果)
如以上所示，若為本發明之製膜用霧化裝置，成為可使超音波持續以高效率傳播至原料液體，且可安定進行原料液體的霧化的霧化裝置。亦即，若為本發明之製膜用霧化裝置，可持續以高效率進行原料液體的霧化。
此外，若為本發明之製膜裝置，可以高生產性進行安定的製膜。
此外，若為本發明之製膜方法，可以高生產性進行安定的製膜。
本發明係關於被使用在製膜的霧化裝置，且為藉由來自超音波振動子等超音波發生器的超音波，將原料液體進行霧化的製膜用霧化裝置、以及使用此之製膜裝置及製膜方法者。
如上所述，圖求開發可持續以高效率進行原料液體的霧化的製膜用霧化裝置。
本發明人等針對上述課題不斷精心研究的結果，發現在藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置中，藉由設置：使傳播槽內的中間液作循環的循環機構、及將中間液中的氣體排出至製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構，可以中間液中的氣體朝向除氣機構的方式使該中間液移動，藉此可將中間液中的氣體有效率地排出至製膜用霧化裝置的系統外，而使本發明完成。
亦即，本發明係一種製膜用霧化裝置，其係藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置，其特徵為： 具備： 收容前述原料液體的原料容器； 收容作為用以對前述原料液體傳播前述超音波的媒體的中間液的傳播槽； 以該原料容器的至少一部分位於前述中間液中的方式支持前述原料容器的支持機構； 使前述中間液作循環的循環機構； 使前述超音波發生，且施加至前述傳播槽的超音波發生器；及 將前述中間液中的氣體排出至前述製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構。
此外，本發明係一種製膜裝置，其係構成為對製膜機供給原料霧氣，在被配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜裝置，其特徵為： 具備： 本發明之製膜用霧化裝置； 前述製膜機；及 構成為將藉由前述製膜用霧化裝置進行霧化而生成的前述原料霧氣，藉由載體氣體而供給至前述製膜機的供給機構。
此外，本發明係一種製膜方法，其係對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜方法，其特徵為： 包含： 藉由本發明之製膜用霧化裝置，將原料液體進行霧化的步驟； 將前述經霧化的原料液體與載體氣體混合而形成混合氣的步驟；及 將前述混合氣供給至基底基板來進行製膜的步驟。
以下一邊參照圖示，一邊詳細說明本發明，惟本發明並非為限定於該等者。
[製膜用霧化裝置] 本發明之製膜用霧化裝置係藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置，其特徵為： 具備： 收容前述原料液體的原料容器； 收容作為用以對前述原料液體傳播前述超音波的媒體的中間液的傳播槽； 以該原料容器的至少一部分位於前述中間液中的方式支持前述原料容器的支持機構； 使前述中間液作循環的循環機構； 使前述超音波發生，且施加至前述傳播槽的超音波發生器；及 將前述中間液中的氣體排出至前述製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構。
在具備收容作為用以對原料液體傳播超音波的媒體的中間液的傳播槽之藉由超音波將原料液體進行霧化(微粒子化)而生成原料霧氣(原料微粒子)的製膜用霧化裝置中，如先前所作說明，若持續施加超音波，中間液中所包含的氣體會成為氣泡而出現，該氣泡滯留在中間液與原料容器之間，有妨礙超音波傳播至原料液體的問題。
本發明之製膜用霧化裝置係具備：使中間液作循環的循環機構、及將中間液中的氣體排出至製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構，藉此，如先前所作說明，可以中間液中的氣體朝向除氣機構的方式使該中間液移動。藉此，本發明之製膜用霧化裝置係可將中間液中的氣體有效率地排出至製膜用霧化裝置的系統外。結果，若為本發明之製膜用霧化裝置，可持續以高效率進行原料液體的霧化。此外，本發明之霧化裝置係可持續進行原料液體的霧化，因此可進行高密度的原料液體霧化。
較佳為在比原料容器的底面更低位置配置有由循環機構對傳播槽注入中間液的注入口者。
此外，較佳為在比原料容器的底面更高位置配置有由傳播槽對循環機構排出中間液的排出口者。
若為如該等所示之霧化裝置，可更加促進中間液中的氣體朝向除氣機構的該中間液的移動，藉此可更有效率地去除中間液中的氣體。結果，可持續以更高效率進行原料液體的霧化。
原料容器係以具備水平的底面者為佳。 若為如上所示之霧化裝置，可將原料容器內的原料液體的深度形成為均一，藉此可將原料液體更充分霧化。結果，可持續以更高效率進行原料液體的霧化。而且，可將裝置形狀單純化，亦達成裝置成本的減低。
除氣機構係將中間液中的氣體排出至製膜用霧化裝置的系統外者，因此若為可能存在中間液之處，可設在任何處。
例如，除氣機構亦可為設在傳播槽者，或者亦可為設在循環機構者。
本發明之製膜用霧化裝置亦可具備：原料容器、傳播槽、支持機構、循環機構、超音波發生器及除氣機構以外的構件。具體例請參照以下說明。
以下一邊參照圖1~圖3，一邊說明本發明之製膜用霧化裝置的具體例。
圖1中概略顯示本發明之製膜用霧化裝置100的一形態。製膜用霧化裝置100係具備：收容原料液體114的原料容器111；收容作為用以在原料液體114傳播超音波的媒體的中間液126的傳播槽121；以該原料容器111的至少一部分位於中間液126中的方式支持原料容器111的支持機構123；使中間液126作循環的循環機構131；使超音波發生，且施加至傳播槽121的超音波發生器122；及將中間液126中的氣體排出至製膜用霧化裝置100的系統外的除氣機構127。
此外，製膜用霧化裝置100係另外具備：配置成將原料容器111的內部與外部在空間上相連接，而且其下端在原料容器111內不觸碰原料液體114的液面的筒狀構件112；及將傳播槽121與循環機構131作流體連接的配管132。
循環機構131係構成為通過配管132，使中間液126在與傳播槽121之間以箭號的方向作循環。循環機構131可另外具備中間液126的溫度控制功能。
原料容器111係如圖1所示，以具備水平的底面者為佳。如上所示，可使原料容器111內的原料液體114的深度成為均一，藉此可將原料液體114更充分霧化。結果，可持續地以更高效率進行原料液體114的霧化。
在原料容器111係設置有用以導入載體氣體141的載體氣體導入口113。原料容器111及筒狀構件112的形狀並未特別限定，惟可藉由形成為圓筒狀，可平順流通載體氣體141與以超音波予以霧化的原料霧氣(未圖示)相混合的混合氣142。載體氣體導入口113係以設在比筒狀構件112的原料容器111內部的下端更為上方為佳。藉由如上所示，可充分混合載體氣體141與原料霧氣。
此外，雖未圖示，霧化裝置100亦可另外具備：將原料液體114依其消耗量作補充的機構。
傳播槽121係收容用以將由超音波發生器122被照射到的超音波傳播至原料液體114的中間液126者。
超音波發生器122的超音波射出面係呈平坦的形狀，照射方向亦可使該射出面傾斜來固定，亦可適當調節角度而使其傾斜。此外，超音波發生器122係可按照所希望的霧氣密度或原料容器111的尺寸等來設置複數個。由超音發生器122所振盪的超音波的頻率若為發生具有所希望的粒徑與粒度的霧氣者，並未限定，例如若使用1.5MHz至4.0MHz即可。藉此，原料液體114被霧氣化(霧化)成適於製膜的微米尺寸的液滴(原料霧氣)。
原料液體114若為可接受超音波而霧化者，並未特別限定，可按照所欲製膜的薄膜，來作適當選擇。
中間液126若未阻礙超音波傳播，並未特別限定，可使用水或醇類及油類等，惟在本發明中以使用水為尤佳。此外，雖未圖示，傳播槽121亦可另外具備感測及控制中間液126的液量或溫度的手段。
原料容器111係如圖1所示，藉由支持機構123，其底部由傳播槽121的底部離一定距離的狀態下予以保持。傳播槽121係設有：由循環機構131透過配管132而收容中間液126的注入口124；及透過配管132而排出至循環機構131的排出口125。原料容器111係藉由被支持在支持機構123，配置成中間液126由注入口124通過原料容器之下而流至排出口125。此時，注入口124係以設置在比原料容器111的底部更低位置為佳。藉此，在超音波發生器122與原料容器111的底部之間所發生的氣泡(中間液126中的氣體)更容易被去除，因此不會有超音波的傳播被阻礙的情形而可進行安定的原料的霧化。此外，原料容器111的保持高度亦取決於所使用的超音波的頻率，惟一般而言，原料液體114的液面與超音波發生器122的超音波射出面的間隔成為10mm至70mm左右為佳。
除氣機構127係設在傳播槽121的排出口125的上部。此外，除氣機構127係將以傳播槽121與保持原料容器111的支持機構123所包圍的空間的內部與外部作空間上相連接。藉由中間液126的流動而被移動的氣泡係在中間液126中上昇而藉由除氣機構127被排出至製膜用霧化裝置100的系統外。如上所示，氣泡係由除氣機構127被解放至製膜用霧化裝置100的系統外，因此亦回避在中間液126中隨時都在漂流而妨礙超音波傳播的情形。此時的中間液126的流量若有僅流通在中間液126所發生的氣泡的速度，並未特別限定，一般而言以形成為1L/分鐘以上20L/分鐘為佳。
除氣機構127在圖1中為傳播槽121的排出口125的上部且由被夾在支持機構123與中間液126之與製膜用霧化裝置100的系統外呈連續的空間所構成，惟除氣機構的態樣並非侷限於此。
例如，如圖2所示，亦可在支持機構223設置傾斜，而且將除氣機構227設在傳播槽221的上部的排出口225側的一部分。藉由如上所示之構成，可將被充滿在支持機構223之下的中間液226中的氣體(氣泡)，由除氣機構227容易開放至製膜用霧化裝置200的系統外。
或者，如圖3所示，以傳播槽321與支持機構323將中間液326密閉，另一方面，亦可將中間液326中的氣體(氣泡)，由設在循環機構331的除氣機構327排出至製膜用霧化裝置300的系統外。此時，由於將氣泡有效率地由傳播槽321排出，因此排出口325係至少以設在原料容器311的底面更為上方，更佳為傳播槽321的上端附近為佳。在圖1及圖2所示之製膜用霧化裝置100及200中，排出口125及225均分別配置在比原料容器111及211的底面為更高位置。
其中，在圖2及圖3中，元件符號211及311係與圖1所示之原料容器111同樣的原料容器，元件符號212及312係與圖1所示之筒狀構件112同樣的筒狀構件，元件符號213及313係與圖1所示之載體氣體導入口113同樣的載體氣體導入口，元件符號214及314係與圖1所示之原料液體114同樣的原料液體，元件符號222及322係與圖1所示之超音波發生器122同樣的超音波發生器，元件符號224及324係與圖1所示之注入口124同樣的注入口，元件符號231及331係與圖1所示之循環機構131同樣的循環機構，元件符號232及332係與圖1所示之配管132同樣的配管。
此外，原料容器的支持方法較佳為不妨礙原料容器底部的中間液的流動，例如支持機構亦可形成為具有在傳播槽豎立複數柱狀體而其上裝載原料容器的構造者。
構成製膜用霧化裝置的構件若為對原料液體及中間液為化學上安定且具有充分機械強度的材質及構造，並非為特別限定者，可利用例如在金屬或塑膠材料、玻璃、金屬表面塗覆有塑膠材料的材料等。
[製膜裝置] 本發明之製膜裝置係構成為對製膜機供給原料霧氣，在被配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜裝置，其特徵為： 具備： 本發明之製膜用霧化裝置； 前述製膜機；及 構成為將藉由前述製膜用霧化裝置進行霧化而生成的前述原料霧氣，藉由載體氣體而供給至前述製膜機的供給機構。
本發明之製膜裝置係具備本發明之製膜用霧化裝置，因此可安定持續製膜，且可形成為生產性高的裝置。
以下一邊參照圖4及圖5一邊說明本發明之製膜裝置的具體例。
圖4中概略顯示本發明之製膜裝置的一形態。
圖4所示之製膜裝置400係具備：製膜用霧化裝置100、供給機構410、及製膜機430。
製膜用霧化裝置100係一邊參照圖1一邊說明的本發明之製膜用霧化裝置的一例的霧化裝置100。其中，霧化裝置100的循環機構131等的圖示省略。製膜用霧化裝置100亦可為一邊參照圖2及圖3一邊說明的製膜用霧化裝置200及300。
製膜用霧化裝置100係如之前所作說明，構成為將原料液體114藉由超音波進行霧化而生成原料霧氣422。
供給機構410係具備：載體氣體供給部411、及配管413及424。載體氣體供給部411係透過配管413而連接於製膜用霧化裝置100。載體氣體供給部411係構成為透過配管413，對製膜用霧化裝置100供給載體氣體141。此外，製膜用霧化裝置100係透過配管424而連接於製膜機430。通過配管424，載體氣體141與原料霧氣422的混合氣142被供給至製膜機430。亦即，供給機構410係構成為將藉由製膜用霧化裝置100進行霧化而生成的原料霧氣422，藉由載體氣體141而供給至製膜機430。
載體氣體供給部411亦可為空氣壓縮機或各種氣體氣瓶或氮氣分離機等，此外亦可具備控制氣體的供給流量的機構。配管413及424若為對原料液體114或製膜機430附近的溫度等具有充分的安定性者，並未特別限定，可廣為使用石英或聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、氟樹脂等一般的樹脂製的配管。此外，雖未圖示，亦可將由載體氣體供給部411未透過製膜用霧化裝置100的配管另外連接於配管424，對混合氣142供給稀釋氣體。
製膜用霧化裝置100亦可按照所製膜的材料等而具備複數台。此外，此時，由複數霧化裝置100被供給至製膜機430的混合氣142亦可分別獨立供給至製膜機430，亦可在配管424中混合，或者亦可另外設置混合用的容器(未圖示)等而在該處混合。
製膜機430可具備：製膜室431；設置在該製膜室431內且保持形成膜的基底基板434的基座432；及將基底基板434加熱的加熱手段433。
製膜室431的構造等並非為特別限定者，可使用例如鋁或不銹鋼等金屬，亦可若在更為高溫下進行製膜時，亦可使用石英或碳化矽。
加熱手段433若依基底基板434、基座432及製膜室431的材質或構造來選定即可，適於使用電阻加熱器或燈加熱器。
載體氣體141係如先前所述，與在製膜用霧化裝置100內所形成的原料霧氣422混合而成為混合氣142，且被搬送至製膜機430的製膜室431內，在基底基板434上進行製膜。
基底基板434若為可支持所形成的膜者，並未特別限定。基底基板434的材料亦未特別限定，可為公知者，亦可為有機化合物，亦可為無機化合物。列舉例如聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、氟樹脂、鐵或鋁、不銹鋼、金等金屬、矽、藍寶石、石英、玻璃、碳酸鈣、鉭酸鋰、鈮酸鋰、氧化鎵、SiC、ZnO、GaN等，惟並非為侷限於此者。以基底基板434的形狀而言，列舉例如平板或圓板等，可為任意者。在本發明中並未特別限定，惟可適於使用面積為5cm 2以上，較佳為10cm 2以上，而且厚度為50~2000μm，較佳為100~800μm的基底基板434。以變形例而言，亦可使用纖維狀、棒狀、圓柱狀、角柱狀、筒狀、螺旋狀、球狀、環狀的基體，來取代基底基板434。
此外，本發明之製膜裝置亦可另外具備圖4所示之排氣手段440。排氣手段440亦可以配管441等而連接於製膜機430，亦可隔著間隙作設置。此外，排氣手段440只要由對由製膜機430被排出的熱及氣體或生成物呈安定的素材所構成，並未特別限定構造或構成，可使用周知一般的排氣風扇或排氣泵。此外，可按照所被排出的氣體或生成物的性質，具備捕霧器、濕式洗滌塔、袋式過濾器、除害裝置等。
在圖4中，係說明基底基板434設置在製膜室431內部的製膜機430的形態，惟在關於本發明的製膜裝置中，並非侷限於此，如圖5所示，亦可形成為使用吐出混合氣533的噴嘴531，對設置在基座532之上的基底基板534直接噴吹混合氣533來製膜的構成，作為製膜機530。此時，可具備噴嘴531與基座532的任一者或雙方朝水平方向驅動的驅動手段，一邊使基底基板534與噴嘴531的水平方向的相對位置改變一邊進行製膜。此外，基座532可具備將基底基板534加熱的加熱手段。
噴嘴531若為構成為接受來自製膜用霧化裝置100的混合氣142而將此形成為混合氣533而吐出者，並未特別限定。
此外，製膜機530可具備排氣手段535。排氣手段535係如圖5所示，亦可與噴嘴531一體化，亦可個別設置。
其中，在圖5中，元件符號511係與圖4所示之載體氣體供給部411同樣的載體氣體供給部，元件符號510係與圖4所示之供給機構410同樣的供給機構，元件符號514係與圖1~圖4所示之原料液體114、214及314同樣的原料液體，元件符號522係與圖4所示之原料霧氣422同樣的原料霧氣，元件符號513及524係分別與圖4所示之配管413及424同樣的配管，元件符號141係與圖1及圖4所示之載體氣體141同樣的載體氣體。
[製膜方法] 本發明之製膜方法係對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜方法，其特徵為： 包含： 藉由本發明之製膜用霧化裝置，將原料液體進行霧化的步驟； 將前述經霧化的原料液體與載體氣體混合而形成混合氣的步驟；及 將前述混合氣供給至基底基板來進行製膜的步驟。
若為如上所示之製膜方法，由於具備本發明之製膜用霧化裝置，因此可安定持續需要更長時間之對大口徑基板的製膜，且可以高生產性進行安定的製膜。
在本發明之製膜方法中，亦可使用例如圖1~圖3所示之製膜用霧化裝置100、200及300的任一者。此外，在本發明之製膜方法中，亦可使用例如圖4及5所示之製膜裝置400及500的任一者。
以下一邊再次參照圖4，一邊說明本發明之製膜方法之例。
在該例中，係對製膜機430供給原料霧氣422，而在被配置在製膜機430的基底基板434上形成薄膜。
首先，藉由製膜用霧化裝置100，將原料液體114進行霧化，且生成原料霧氣422。
接著，在製膜用霧化裝置100中，將經霧化的原料液體(原料霧氣422)與載體氣體141混合而形成混合氣142。載體氣體141係由載體氣體供給部411通過配管413而被供給至製膜用霧化裝置100。
接著，將混合氣142，由製膜用霧化裝置100通過配管424而供給至製膜機430。藉此，對被配置在製膜機430的基底基板434上供給混合氣142，且進行製膜。
針對關於使用圖4所示之製膜裝置400的製膜方法的其他詳細內容，請參照關於圖4之製膜裝置的上述說明。 [實施例]
以下使用實施例及比較例，具體說明本發明，惟本發明並非為限定於該等者。
(實施例1) 在實施例1中，以下列順序，使用圖1所示之製膜用霧化裝置100，進行原料液體114的霧化，且測定霧化量。
首先，在原料容器111填充經計量的純水作為原料液體114，將填充有氮氣的氣體氣瓶與載體氣體導入口113以胺基甲酸酯樹脂製管相連接。此外，另外準備捕霧器，將捕霧器與筒狀構件112以PFA製配管相連接。
此外，在傳播槽121填充作為中間液126的水。
在如以上所示所準備的製膜用霧化裝置100中，藉由作為超音波發生器122的2台超音波振動子(頻率2.4MHz)，通過水126而使原料容器111內的純水114在超音波振動傳播，而進行霧化(霧氣化)，同時以作為循環機構131的循環器，一邊使傳播槽121內的水126保持為25℃一邊作循環。
接著，將作為載體氣體141的氮氣以5L/min的流量添加在原料容器111，將混合氣142送至捕霧器來回收原料霧氣。
一邊以保持原料容器111內的水114的水位的方式常時補水，一邊將混合氣142的排出進行5小時，且停止霧化。
之後，計測以捕霧器所回收的水的重量。
(比較例1) 在比較例1中，係使用未包含循環機構131的霧化裝置，亦即使傳播槽121的水126不作循環，以投入式冷卻器，將傳播槽121內的水保持為25℃，除此之外係與實施例1同樣地實施霧化。
之後，計測以捕霧器所回收的水的重量。
將在實施例1及比較例1中所得的回收水量顯示在表1。
Figure 02_image001
由表1可知本發明之製膜用霧化裝置的一例的實施例1的製膜用霧化裝置100係可比未具備循環機構的比較例1的霧化裝置生成更多的霧氣。
(實施例2) 在實施例2中，以下列順序，使用具備圖1所示之製膜用霧化裝置100的圖4所示之製膜裝置400，進行α-氧化鎵膜的製膜。
更具體而言，均使用具備硼矽酸玻璃製的原料容器111、及筒狀構件112的裝置，作為製膜用霧化裝置100。此外，備妥具備石英製的製膜室431的製膜機430。以載體氣體供給部411而言，係使用填充有氮氣的氣體氣瓶。將氣體氣瓶411與製膜用霧化裝置100以胺基甲酸酯樹脂製管413相連接，另外將製膜用霧化裝置100與製膜機430以石英製的配管424相連接。
在如以上所示所準備的製膜裝置400中，備妥以體積比添加1%濃度34%的鹽酸至乙醯丙酮鎵0.02mol/L的水溶液，作為原料液體114，且以攪拌器攪拌60分鐘者，且將該原料液體114填充在原料容器111。
此外，在傳播槽121填充作為中間液126的水。
接著，將厚度0.6mm的直徑4吋的c面藍寶石基板，載置於設置在製膜室431內的石英製的基座432，作為基底基板434，且使用加熱手段433，以基板溫度成為500℃的方式進行加熱。
接著，藉由作為超音波發生器122的2台超音波振動子(頻率2.4MHz)，通過水126而使超音波振動在原料容器111內的原料液體114傳播，將原料液體114進行霧化(霧氣化)而生成原料霧氣422，且同時以作為循環機構131的循環器，一邊將傳播槽121內的水126保持在25℃一邊使其作循環。
接著，在原料容器111由氣體氣瓶411以5L/min的流量添加氮氣，將原料霧氣422與氮氣141的混合氣142，對製膜室431供給120分鐘來進行製膜。其後立即停止供給氮氣，停止對製膜室431供給混合氣142，且取出基底基板434。
之後，使用新的基板，反覆4次上述製膜。
上述5次製膜之間，原料液體114的霧化係一邊補充原料液體114一邊未停止地連續進行。
所製作的膜係以X線繞射測定在2θ=40.3˚出現峰值，因此確認出為α相的Ga 2O 3。
之後，針對所製作的5試料全部的膜，以光反射率解析測定基板面內9處的膜厚。
(比較例2) 在比較例2中，係使用未包含循環機構131的霧化裝置，亦即使傳播槽121的水126不作循環，以投入式冷卻器，將液槽內的水保持為25℃，除此之外係與實施例2同樣地進行製膜。
所製作的膜由於以X線繞射測定在2θ=40.3˚出現峰值，因此確認為α相的Ga 2O 3。
之後，針對所製作的5試料全部的膜，以光反射率解析來測定基板面內9處的膜厚。
將在實施例2及比較例2中所得之膜的膜厚顯示於以下表2。其中，表2所示之膜厚係9處的膜厚的平均值。
Figure 02_image003
如上述表2所示，在以作為本發明之製膜裝置的一例的實施例2的製膜裝置所進行的製膜中，可知成長速度呈一定，可效率佳地持續進行安定的製膜。
另一方面，由表2清楚可知，在使用未具備循環機構的習知技術的霧化裝置的比較例2中，每隔製膜次數，成長速度即降低。此係被認為在比較例2中，霧化中，水126中的氣體形成為氣泡而發生而滯留在原料容器111的底部，該氣泡妨礙超音波傳播至原料液體114。
其中，本發明並非為限定於上述實施形態者。上述實施形態為例示，具有與本發明之申請專利範圍所記載的技術思想實質上相同的構成，達成同樣的作用效果者即使為任何者，亦包含在本發明之技術範圍。
100,200,300:製膜用霧化裝置 111,211,311:原料容器 112,212,312:筒狀構件 113,213,313:載體氣體導入口 114,214,314,514:收容原料液體 121,221,321:傳播槽 122,222,322:超音波發生器 123,223,323:支持機構 124,224,324:注入口 125,225,325:排出口 126,226,326:中間液 127,227,327:除氣機構 131,231,331:循環機構 132,232,332:配管 141:載體氣體 142:混合氣 400:製膜裝置 410,510:供給機構 411,511:載體氣體供給部 413,424,441,513,524:配管 422,522:原料霧氣 430:製膜機 431:製膜室 432:基座 433:加熱手段 434:基底基板 440:排氣手段 530:製膜機 531:噴嘴 532:基座 533:混合氣 534:基底基板 535:排氣手段
[圖1]係顯示本發明之製膜用霧化裝置的一形態的概略圖。 [圖2]係顯示本發明之製膜用霧化裝置的其他形態的概略圖。 [圖3]係顯示本發明之製膜用霧化裝置的另外其他形態的概略圖。 [圖4]係顯示本發明之製膜裝置的一形態的概略圖。 [圖5]係顯示本發明之製膜裝置的其他形態的概略圖。
100:製膜用霧化裝置
111:原料容器
112:筒狀構件
113:載體氣體導入口
114:收容原料液體
121:傳播槽
122:超音波發生器
123:支持機構
124:注入口
125:排出口
126:中間液
127:除氣機構
131:循環機構
132:配管
141:載體氣體
142:混合氣

Claims (9)

  1. 一種製膜用霧化裝置，其係藉由超音波，將原料液體進行霧化而生成原料霧氣的製膜用霧化裝置，其特徵為： 具備： 收容前述原料液體的原料容器； 收容作為用以對前述原料液體傳播前述超音波的媒體的中間液的傳播槽； 以該原料容器的至少一部分位於前述中間液中的方式支持前述原料容器的支持機構； 使前述中間液作循環的循環機構； 使前述超音波發生，且施加至前述傳播槽的超音波發生器；及 將前述中間液中的氣體排出至前述製膜用霧化裝置的系統外的除氣機構。
  2. 如請求項1之製膜用霧化裝置，其中，為在比前述原料容器的底面更低位置配置有由前述循環機構對前述傳播槽注入前述中間液的注入口者。
  3. 如請求項1或請求項2之製膜用霧化裝置，其中，為在比前述原料容器的底面更高位置配置有由前述傳播槽對前述循環機構排出前述中間液的排出口者。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項之製膜用霧化裝置，其中，前述原料容器係具備水平的底面者。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項之製膜用霧化裝置，其中，為在前述傳播槽設有前述除氣機構者。
  6. 如請求項5之製膜用霧化裝置，其中，前述除氣機構為將由前述傳播槽與保持前述原料容器的前述支持機構所包圍的空間的內部與外部在空間上相連接者。
  7. 如請求項1至請求項4中任一項之製膜用霧化裝置，其中，為在前述循環機構設有前述除氣機構者。
  8. 一種製膜裝置，其係構成為對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜裝置，其特徵為： 具備： 如請求項1至請求項7中任一項之製膜用霧化裝置； 前述製膜機；及 構成為將藉由前述製膜用霧化裝置進行霧化而生成的前述原料霧氣，藉由載體氣體而供給至前述製膜機的供給機構。
  9. 一種製膜方法，其係對製膜機供給原料霧氣，在配置在該製膜機的基底基板上形成薄膜的製膜方法，其特徵為： 包含： 藉由如請求項1至請求項7中任一項之製膜用霧化裝置，將原料液體進行霧化的步驟； 將前述經霧化的原料液體與載體氣體混合而形成混合氣的步驟；及 將前述混合氣供給至基底基板來進行製膜的步驟。
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