TW202319580A - 成膜裝置及成膜方法以及氧化物半導體膜及積層體 - Google Patents

成膜裝置及成膜方法以及氧化物半導體膜及積層體 Download PDF

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Abstract

本發明是一種成膜裝置，其具備：霧化部，其使原料溶液霧化來產生霧；載體氣體供給部，其供給載體氣體，該載體氣體運送前述霧化部中產生的前述霧；以及，成膜部，其對藉由前述載體氣體運送的前述霧進行熱處理，來實行成膜；其中，前述成膜部具備載置前述基板之基板載置部、位於前述基板載置部的上方且對前述基板上供給前述霧之噴嘴、位於前述基板載置部的上方且將由前述噴嘴供給的前述霧進行整流之頂板、及以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁，將前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值設為I[cm]並將前述基板載置部的基板載置區域與前述側壁的最短距離設為J[cm]時，IJ≦15。藉此，提供一種成膜裝置，其能夠形成膜厚分佈的面內均勻性優異且大面積的膜。

Description

成膜裝置及成膜方法以及氧化物半導體膜及積層體
本發明有關一種成膜裝置及成膜方法以及氧化物半導體膜及積層體。
以往，已開發出脈衝雷射沉積法(Pulsed laser deposition，PLD)、分子束磊晶法(Molecular beam epitaxy，MBE)、濺鍍法等能夠實現非平衡狀態的高真空成膜裝置，能夠製作出以至今的熔液法等無法製作出的氧化物半導體。又，已開發一種使用經霧化的霧狀原料來結晶成長在基板上之霧化化學氣相沉積法(Mist Chemical Vapor Deposition，Mist CVD。以下亦稱為「霧化CVD法」)，從而能夠製作具有剛玉結構之氧化鎵(α-Ga 2O 3)。α-Ga 2O 3作為帶隙較大的半導體而被期待應用於能夠實現高耐壓、低損失及高耐熱的次世代的切換元件。
關於霧化CVD法，專利文獻1記載了一種管狀爐型的霧化CVD裝置。專利文獻2記載了一種微通道型的霧化CVD裝置。專利文獻3記載了一種線源型的霧化CVD裝置。專利文獻4記載了一種管狀爐的霧化CVD裝置，在對霧氣發生器內導入載體氣體這點上與專利文獻1所記載的霧化CVD裝置不同。專利文獻5記載了一種霧化CVD裝置，其在霧氣發生器的上方設置有基板，並使基板旋轉。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平1-257337號公報 專利文獻2：日本特開2005-307238號公報 專利文獻3：日本特開2012-46772號公報 專利文獻4：日本專利第5397794號公報 專利文獻5：國際公開第2020-261355號
[發明所欲解決的問題]
霧化CVD法與其他CVD法不同，能夠以相對較低的溫度實行成膜，亦能夠製作如α-Ga 2O 3的剛玉結構般的介穩相(metastable phase)的結晶結構。然而，本發明人發現下述問題：從基板的上方供給霧時，因熱對流或含有霧之氣體與周圍氣體的混合導致霧的流動被打亂，變得難以維持所成膜的膜的膜厚分佈的面內均勻性。面內均勻性較低的半導體膜存在下述問題：製作半導體裝置時的產率下降、或因研磨步驟等導致半導體裝置的製作步驟數量增加。
專利文獻5揭示了下述例子：一邊使基板旋轉，一邊對位於霧發生器上方的基板供給霧，形成一種面內的膜厚分佈良好的半導體膜。然而，根據該文獻中的實施例，在4吋(直徑100mm)基板上的成膜中，最小膜厚/最大膜厚＝55.0%，未形成膜厚分佈的面內均勻性優異的膜。又，本發明人根據專利文獻5來實施成膜，結果利用該文獻的成膜裝置僅獲得了中心部較厚且膜厚分佈的面內均勻性較差的膜。又，發現在6吋(直徑150mm)基板上實行成膜時，形成膜厚分佈的面內均勻性進一步更差的膜。
本發明是為了解決上述問題而完成，其目的在於提供一種膜厚分佈的面內均勻性優異且大面積的氧化物半導體膜及具備該種膜之積層體、以及能夠形成膜厚分佈的面內均勻性優異且大面積的膜之成膜裝置及成膜方法。 [解決問題的技術手段]
本發明是為了達成上述目的而完成，本發明提供一種成膜裝置，其具備：霧化部，其使原料溶液霧化來產生霧；載體氣體供給部，其供給載體氣體，該載體氣體運送前述霧化部中產生的前述霧；以及，成膜部，其對藉由前述載體氣體運送的前述霧進行熱處理，來實行成膜；其中，前述成膜部具備載置前述基板之基板載置部、位於前述基板載置部的上方且對前述基板上供給前述霧之噴嘴、位於前述基板載置部的上方且將由前述噴嘴供給的前述霧進行整流之頂板、及以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁，將前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值設為I[cm]並將前述基板載置部的基板載置區域與前述側壁的最短距離設為J[cm]時，IJ≦15。
根據這樣的成膜裝置，能夠成為一種簡便的結構的成膜裝置，其能夠使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。由於頂板的整流效果與側壁的整流效果之加乘效應，而在基板上方產生沿著基板的(平行於基板表面的)均勻的氣體的流動，從而能夠在基板上生成均勻的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：前述頂板的底面、前述噴嘴的開口面及前述基板載置面全部平行。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：前述I[cm]為0.15cm以上且6.05cm以下。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：前述J[cm]為5.0cm以下。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時，B≧40。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時，B/A≧0.5。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：將前述側壁的前述基板載置部側的面的面積設為C[cm 2]時，C≧20。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述側壁的相對向的面的面積設為C[cm 2]時，C/A≧0.2。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：進一步具備排氣部，該排氣部將廢氣從前述成膜部排出。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性進一步更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：進一步具備移動機構，該移動機構在前述噴嘴的下方使前述基板移動。
藉此，能夠形成大面積且膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜裝置：前述成膜部具備成膜室，前述側壁是成膜室的壁。
藉此，能夠成為一種更簡便的結構的成膜裝置。
此時，能夠設為下述成膜裝置：前述成膜部進一步具備成膜室，該成膜室將前述基板載置部、前述噴嘴、前述頂板及前述側壁容納於內部。
藉此，能夠減少因雜質導致的汙染。
本發明是為了達成上述目的而完成，本發明提供一種成膜方法，對霧化後的原料溶液進行熱處理來在基板上實行成膜，其中，包含以下步驟：霧產生步驟，其使前述原料溶液霧化來產生霧；霧運送步驟，將前述霧運送至成膜部；及，成膜步驟，其由在前述基板載置部的上方具備的噴嘴對載置於前述成膜部內的基板載置部上的前述基板上供給前述霧來進行熱處理，實行成膜；在前述成膜步驟中，由前述噴嘴對由設置於前述基板載置部的上方之頂板與以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁所包圍的空間供給前述霧，其中，前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值為I[cm]，前述側壁與前述基板載置部的基板載置區域的最短距離為J[cm]，以成為IJ≦15的方式設置前述頂板和前述側壁。
根據這樣的成膜方法，能夠藉由簡便的方法，使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。藉由頂板的整流效果與側壁的整流效果之加乘效應，能夠在基板上方產生沿著基板的(平行於基板表面的)均勻的氣體的流動，從而能夠在基板上生成均勻的膜。
此時，能夠以前述頂板的底面、前述噴嘴的開口面及前述基板載置面全部平行的方式設置前述頂板和前述側壁。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值I[cm]成為0.15cm以上且6.05cm以下的方式設置前述頂板。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以前述J[cm]成為5.0cm以下的方式設置前述側壁。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時使得B≧40的方式設置前述頂板。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時使得B/A≧0.5的方式設置前述頂板。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以將前述側壁的前述基板載置部側的面的面積設為C[cm 2]時使得C≧20的方式設置前述側壁。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠以將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述側壁的相對向的面的面積設為C[cm 2]時使得C/A≧0.2的方式設置前述側壁。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
此時，能夠設為下述成膜方法：進一步具備排氣步驟，該排氣步驟將廢氣從前述成膜部排出。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性進一步更良好的膜。
此時，將由前述噴嘴供給的前述載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]並將前述廢氣的流量設為E[L/分鐘]時，能夠將E/Q設為5.0以下。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性進一步更良好的膜。
此時，能夠在前述噴嘴的下方使前述基板移動。
藉此，能夠形成大面積且膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。
此時，能夠使用包含鎵之原料溶液作為前述原料溶液。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性良好的氧化鎵膜。
此時，能夠使用包含鹵素之原料溶液作為前述原料溶液。
藉此，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性良好的結晶性氧化物膜。
此時，能夠使用被處理面的面積為50cm 2以上的基板或直徑為4吋(100mm)以上的基板作為前述基板。
藉此，能夠形成大面積且膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。
本發明是為了達成上述目的而完成，本發明提供一種氧化物半導體膜，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜，其中，該氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上，前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%。
根據這樣的氧化物半導體膜，製作半導體裝置時的產率良好，能夠減少研磨步驟等半導體裝置製作步驟的數量等，能夠適合用於半導體裝置。
此時，能夠設為下述氧化物半導體膜：前述氧化物半導體膜具有剛玉結構。
藉此，更適合於半導體裝置。
本發明是為了達成上述目的而完成，本發明提供一種積層體，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜與基板之積層體，其中，該積層體的前述氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上，前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%。
根據這樣的積層體，製作半導體裝置時的產率良好，能夠減少研磨步驟等半導體裝置製作步驟的數量等，能夠適合用於半導體裝置。
此時，能夠設為下述積層體：前述氧化物半導體膜具有剛玉結構。
藉此，更適合於半導體裝置。 [發明的功效]
如以上所述，根據本發明的成膜裝置，能夠成為一種簡便的結構的成膜裝置，其能夠使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。又，根據本發明的成膜方法，能夠藉由簡便的方法，使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。進一步，根據本發明的氧化物半導體膜、積層體，製作半導體裝置時的產率良好，能夠減少研磨步驟等半導體裝置製作步驟的數量等，能夠適合用於半導體裝置。
以下，詳細說明本發明，但是本發明不限定於這些說明。
如上所述，尋求一種膜厚分佈的面內均勻性良好的氧化物半導體膜及積層體、以及能夠形成該種膜之基於霧化CVD法的成膜裝置及成膜方法。
本發明人針對上述問題反覆專心研究，結果發現一種成膜裝置，其具備：霧化部，其使原料溶液霧化來產生霧；載體氣體供給部，其供給載體氣體，該載體氣體運送前述霧化部中產生的前述霧；以及，成膜部，其對藉由前述載體氣體運送的前述霧進行熱處理，來實行成膜；其中，前述成膜部具備載置前述基板之基板載置部、位於前述基板載置部的上方且對前述基板上供給前述霧之噴嘴、位於前述基板載置部的上方且將由前述噴嘴供給的前述霧進行整流之頂板、及以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁，將前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值設為I[cm]並將前述基板載置部的基板載置區域與前述側壁的最短距離設為J[cm]時，IJ≦15；藉由該成膜裝置，能夠成為一種簡便的結構的成膜裝置，其能夠使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜，從而完成本發明。
本發明人針對上述問題反覆專心研究，結果發現一種成膜方法，對霧化後的原料溶液進行熱處理來在基板上實行成膜，其中，包含以下步驟：霧產生步驟，其使前述原料溶液霧化來產生霧；霧運送步驟，將前述霧運送至成膜部；及，成膜步驟，其由在前述基板載置部的上方具備的噴嘴對載置於前述成膜部內的基板載置部上的前述基板上供給前述霧來進行熱處理，實行成膜；在前述成膜步驟中，由前述噴嘴對由設置於前述基板載置部的上方之頂板與以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁所包圍的空間供給前述霧，其中，前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值為I[cm]，前述側壁與前述基板載置部的基板載置區域的最短距離為J[cm]，以成為IJ≦15的方式設置前述頂板和前述側壁；藉由該成膜方法，能夠藉由簡便的方法，能夠使用霧狀的原料溶液來在基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜，從而完成本發明。
本發明人針對上述問題反覆專心研究，結果發現：一種氧化物半導體膜，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜，其中，該氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上，前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%；及，一種積層體，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜與基板之積層體，其中，該積層體的前述氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上，前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%；藉由該氧化物半導體膜及該積層體，製作半導體裝置時的產率良好，能夠減少研磨步驟等半導體裝置製作步驟的數量等，能夠適合用於半導體裝置。
以下，參照圖式來進行說明。
[氧化物半導體膜] 依據本發明的氧化物半導體膜具有下述特徵：以鎵作為主成分，面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上，膜厚的面內分佈小於±5%。再者，膜的面積或直徑越大，能夠獲得越大面積，因而上限並無特別限定，作為上限例，能夠設為：面積為750cm 2以上，或者直徑為300mm以上。一般而言，氧化物半導體膜是由金屬和氧所構成，在依據本發明的氧化物半導體膜中，金屬是以鎵作為主成分。此處所稱主成分意指金屬成分中的50～100%是鎵。作為鎵以外的金屬成分，可包含例如選自鐵、銦、鋁、釩、鈦、鉻、銠、銥、鎳及鈷之中的1種或2種以上的金屬。
膜厚的面內分佈小於±5%，進一步更佳是小於±3%。此處，本發明所稱的膜厚的面內分佈是指對面內的9點以上的點進行測定，然後以 膜厚分佈[±%]＝(最大膜厚－最小膜厚)／((平均膜厚)×2)×100 來計算而得的值。能夠以段差式膜厚計、光干涉式膜厚計等測定膜厚，只要能夠測定各處的膜厚，則測定法並無特別限定。
在以往的成膜裝置和成膜方法中，作為膜厚的面內分佈惡化(變大)的理由，可能是：因霧的供給法、及供給量、基板周圍的結構等，使霧的供給量變得不均勻；基板產生溫度分佈等。因此，本發明人專心進行調查並反覆嘗試錯誤的結果，認為藉由如下述成膜裝置般將基板的周圍結構設為適當的結構，能夠使供給量變均勻，膜厚分佈的面內均勻性變良好，首次成功獲得如上所述的膜厚的面內均勻性良好的膜。
可根據用途而使依據本發明的氧化物半導體膜中包含摻雜劑。前述摻雜劑並無特別限定。可列舉例如：錫、鍺、矽、鈦、鋯、釩及鈮等n型摻雜劑；或，銅、銀、錫、銥及銠等p型摻雜劑等。摻雜劑的濃度例如可以是約1.0×10 16～1.0×10 22/cm 3，亦可設為約1.0×10 17/cm 3以下的低濃度，亦可設為約1.0×10 20/cm 3以上的高濃度。
依據本發明的氧化物半導體膜的膜厚並無特別限定。例如可以是0.05～100μm，較佳是0.1～50μm，更佳是0.5～20μm。
[積層體] 依據本發明的積層體具有下述特徵：在基板上具備以鎵作為主成分之氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上。
可在基板與氧化物半導體膜之間介置有其他的層。所謂其他的層是其組成與基板和最表層的氧化物半導體膜不同的層，例如可以是結晶性氧化物膜、絕緣膜、金屬膜等的任一種。
依據本發明的氧化物半導體膜和積層體能夠藉由實行適當的結構設計來利用於半導體裝置。例如能夠構成肖特基二極體(SBD)、金屬半導體場效電晶體(MESFET)、高電子遷移率電晶體(HEMT)、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、靜電感應電晶體(SIT)、接面場效電晶體(JFET)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)、發光二極體(LED)等各自的半導體層。
能夠藉由使用下述依據本發明的成膜裝置來實行成膜，從而獲得依據本發明的氧化物半導體膜和積層體。針對這樣的依據本發明的成膜裝置及成膜方法進行說明。
此處，本發明所稱的霧是指分散於氣體中的液體的微粒子的總稱，亦包含被稱為霧氣、液滴等之物。
[成膜裝置] 首先，說明依據本發明的成膜裝置。第1圖中示出依據本發明的成膜裝置101的一例。成膜裝置101至少具備：霧化部120，其使原料溶液霧化來產生霧；載體氣體供給部130，其供給載體氣體，該載體氣體能夠運送霧；成膜部140，其對藉由霧進行熱處理，來在基板上實行成膜；以及，運送部109，其連接霧化部120與成膜部140，利用載體氣體來運送霧。可具備排氣部，其將廢氣從成膜室107排出。又，成膜裝置101可藉由具備控制部(無圖示)來控制其動作，該控制部能夠控制成膜裝置101的整體或一部分。
(霧化部) 在霧化部120中，使原料溶液霧化來產生霧。霧化手段只要能夠使原料溶液霧化，則無特別限定，可以是公知的霧化手段，較佳是使用基於超音波振動的霧化手段。原因在於，能夠更穩定地進行霧化。
第2圖中示出這樣的霧化部120的一例。可包含例如：霧發生源104，其容納原料溶液104a；容器105，其裝有能夠傳遞超音波振動的介質、例如水105a；及，超音波振動子106，其安裝於容器105的底面。詳言之，由容納有原料溶液104a之容器所構成的霧發生源104是使用支撐體(未圖示)來收納於容納有水105a的容器105中。在容器105的底部裝設有超音波振動子106，超音波振動子106與振盪器116連接。而且，構成為：如果使振盪器116運作，則超音波振動子106會振動，藉由水105a來在霧發生源104內傳播超音波，使原料溶液104a霧化。
(載體氣體供給部) 載體氣體供給部130具有供給載體氣體(主載體氣體)之載體氣體源102a，並可具備流量調節閥103a，該流量調節閥103a用以調節由載體氣體源102a所輸出的主載體氣體的流量。又，亦能夠根據需要而具備：稀釋用載體氣體源102b；或，流量調節閥103b，其用以調節由稀釋用載體氣體源102b所輸出的稀釋用載體氣體的流量。
載體氣體的種類並無特別限定，能夠根據成膜物來適當選擇。可列舉例如：氧氣、臭氧、氮氣和氬氣等惰性氣體；或，氫氣和合成氣體(forming gas)等還原氣體等。又，載體氣體的種類可以是1種，亦可以是2種以上。例如，可進一步使用將與第一載體氣體相同的氣體以其他氣體加以稀釋(例如稀釋10倍)而得的稀釋氣體等作為第二載體氣體，亦能夠使用空氣。又，載體氣體的供給處亦不僅1處，可以是2處以上。
(成膜部) 在成膜部140中，對霧進行加熱，產生熱反應，來在基板110的表面實行成膜。成膜部140可以是成膜部140的一部分或整體被包圍之結構。成膜部140可具備成膜室107，該成膜室107以將基板載置部112、噴嘴150、頂板153容納於內部的方式包圍整個成膜部140。若是這樣的構成，則能夠減少所形成的膜中的雜質。又，成膜室107不限定於完全包圍的形狀，可以是具有間隙且僅包圍成模部的一部分之形狀。在成膜部140中裝設有能夠載置基板的基板載置部112。在成膜部140中能夠具備加熱板108等基板載置台(susceptor)，該加熱板108用以設置基板110並對該基板110加熱。如第1圖所示，加熱板108可設置於成膜室107的內部，亦可設置於成膜室107的外部。再者，不一定需要具備成膜室，此時，成膜裝置的結構變得極為簡便。
進一步，如第3圖所示，在成膜部140中裝設有：噴嘴150，其在基板載置部112的上方用以對成膜室107內的該基板110供給霧；頂板153，其用以將由噴嘴150供給的霧進行整流；及，側壁155。亦即，由噴嘴150對基板110上供給的霧通過由頂板153、側壁155及基板載置部112的基板載置面113所包圍的空間，成為向基板的外部方向流動的整流，能夠實現霧的流速、方向的均勻化。再者，基板的外部是指將基板表面在該表面的法線方向所形成之空間除外後的區域。
(頂板) 本發明中的頂板是指具有與基板載置部112的基板載置面113的法線相交的面之構件。如第3圖所示，頂板153只要設置於基板載置部112的上方即可，形狀、尺寸、設置位置、設置高度、設置方法、材料、個數只要滿足本發明所規定的要件，並無特別限定。例如當具有成膜室107時，只要在成膜室107的天花板與基板載置部112上的基板110之間設置有頂板153即可。藉由配置頂板153，從而藉由熱處理進行成膜處理時，霧的流動不易被由熱對流導致的周圍氣體的流動打亂，將由噴嘴150供給的霧進行整流來供給至基板110上，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性優異的膜。
如前所述，頂板153的位置只要在基板載置部112的上方即可，並無特別限定，例如如第3圖所示，能夠配置在載置有基板110的加熱板108的頂面的垂直上方。這樣的配置較簡便，並且能夠在基板上形成膜厚均勻性充分優異的膜。
頂板的形狀可考慮多邊形、半圓形、圓形、橢圓，較佳是設成四邊形。原因在於，對稱性良好，所形成的膜的膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好。
頂板可與噴嘴的側面接觸，亦可設置有間隙。例如，可在頂板形成有孔(亦即環形)，在此孔中插入有噴嘴。此時，頂板與噴嘴的側面之間可以是2cm以下，較佳是1cm以下，更佳是0cm。原因在於，能夠獲得膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好的膜。
頂板與噴嘴開口面152(參照第4圖～第6圖)的距離，在噴嘴與頂板成為一體的情況下是設為0cm，在其他情況下是設為頂板與噴嘴開口面之間的最短距離減去噴嘴的壁面厚度而得的值。例如，頂板與噴嘴開口面的距離為2.5cm且最短距離中包含的噴嘴的壁面厚度為0.5cm時，頂板與噴嘴開口面的最短距離為2.0cm。
又，頂板可如第7圖所示的成膜部140a的頂板153a般藉由固定物154a等從成膜室懸吊，較佳是以第3圖的方式固定於噴嘴的側面。原因在於，所形成的膜能夠成為膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好的膜。
頂板的一部分或整體可如第8圖所示的成膜部140b的頂板153b般以霧容易向特定方向流出的方式彎曲，亦可曲折，亦可用下述方式設為與側壁一體化而成的曲面(亦即圓頂型)，較佳是以第3圖的方式與基板載置部112平行地設置。更具體而言，較佳是：以基板載置部112的基板載置面113與頂板153的底面成為平行的方式設置頂板153。原因在於，所形成的膜的膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好。
頂板可與噴嘴的開口面設置在同一平面內，亦可如第9圖所示的成膜部140c的被固定物154b懸吊的頂板153c般比噴嘴150的開口面更靠近基板110，亦可如第10圖所示的成膜部140d的頂板153d般比噴嘴150的開口面更遠離基板110。其中，更佳是與噴嘴的開口面150設置在同一平面內。原因在於，所形成的膜的膜厚分佈的面內均勻性更良好。
在成膜部140中可裝設有位置調整機構(未圖示)，該位置調整機構能夠適當調整噴嘴開口面152與基板110之間的高度位置的差值H[cm]和頂板153與基板載置面113之間的高度位置的差值I[cm]。
頂板的厚度並無特別限定，可以是2mm以上。原因在於，能夠抑制因成膜中的加熱導致的變形。
頂板的個數並無特別限定。如第3圖所示，相對於1個噴嘴，可以是1片頂板，亦可如第11圖所示的成膜部140e般，相對於1個噴嘴，具備複數片頂板(此處為左右2片的頂板153e)。
頂板的材料並無特別限定。可考慮：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；鐵和鋁、不鏽鋼、金等金屬；石英、玻璃。
頂板153的底面與基板載置部112的基板載置面113的高度位置的差值(作為最短的高度位置的差值)I[cm]只要大於基板的厚度，則無特別限制，可以是0.15cm以上且6.05cm以下(0.15cm≦I≦6.05cm)，較佳是0.50cm以上且3.00cm以下(0.50cm≦I≦3.00cm)，更佳是1.00cm以上且2.00cm以下(1.00cm≦I≦2.00cm)。原因在於，能夠成為所形成的膜的膜厚分佈的面內均勻性進一步良好的膜。在如前所述的頂板與側壁成為一體之球面狀結構(圓頂型)中，基板載置面的基板載置區域與球面的基板載置面法線方向的最短距離為I。又，如第8圖所示，當頂板為彎曲的形狀時，I成為頂板的底面與基板載置面的最短距離。
將頂板的底面的面積(當設置複數片頂板時為其總面積)設為B[cm 2]並將基板110的面積設為A[cm 2]時，較佳是設為B/A≧0.5，更佳是設為1以上。若是B/A≧0.5，則能夠成為膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。又，B可以是40以上(B≧40)。若是在這樣的數值範圍內，則能夠形成膜厚分佈的面內均勻性進一步優異的膜。又，B/A和B的上限並無特別限定。原因在於，若大於上述數值，則能夠穩定地發揮頂板的整流效果。然而，較佳是將B/A設為100以下。原因在於，能夠抑制裝置變得過於大型。又，作為B的上限例，能夠設為3000cm 2。原因在於，能夠抑制裝置變得過於大型。
(側壁) 在本發明中，所謂側壁是具有與下述平面的至少一方相交的面之構件：包含基板載置部112的基板載置面113之平面、及包含頂板的底面(與基板載置面113相對向的面)之平面。如第3圖所示，在成膜部140中，以包夾基板載置部112的方式相對向地設置有側壁155，以抑制由噴嘴150供給的霧在未被供給至基板上的情形下向側方擴散。
如第3圖所示，側壁155只要以包夾基板載置部112的方式設置即可，形狀、尺寸、設置位置、設置高度、設置方法、材料、個數並無特別限定。例如當具有成膜室107時，只要在成膜室107的側面壁與基板載置部112之間設置有側壁155即可。又，可使成膜室107的壁作為依據本發明的側壁發揮功能，來代替設置側壁155。藉由以這樣的方式配置側壁155，能夠抑制由噴嘴150供給的霧在未被供給至基板上的情形下與外部氣體混合而向側方擴散，如前所述，藉由側壁155與頂板153之加乘效應，能夠將由噴嘴150供給的霧加以整流來供給至基板110上，從而能夠形成膜厚分佈的面內均勻性優異的膜。
此處，將基板載置部112的基板載置區域114與側壁155的最短距離設為J[cm]。如第3圖所示，側壁155接觸基板載置部112時，此最短距離J[cm]相當於基板載置部112的基板載置面113中的基板載置區域114與側壁155的距離。又，如第10圖所示，側壁155d未接觸基板載置部112時，相當於基板載置區域114與側壁155d的下端的最短距離。
在本發明中，作為和前述頂板153的底面與基板載置部112的基板載置面113的高度位置的差值(例如作為最短的高度位置的差值)I[cm]之乘積的IJ，只要是IJ≦15即可，亦可以是IJ＝0，較佳是IJ≦12，更佳是1以上且9以下(1≦IJ≦9)。又，若是IJ＞15，則因周圍氣體的流入或霧的擴散、熱對流導致霧的流動被打亂，從而成為膜厚分佈的面內均勻性較差的膜。
又，最短距離J[cm]只要是IJ≦15，則無特別限定，可以是10cm以下(J≦10)，亦可如第7圖的側壁155a般為0cm(亦即有接觸)，更佳是設為5.0cm以下，更佳是設為0.5cm以上。若J在這樣的範圍內，則對於基板110的端部之霧的供給量成為穩定且充分的量。當J較小時，亦能夠抑制因包含霧之載體氣體與側壁155的摩擦導致霧供給量下降的影響。例如，只要滿足IJ≦15，相對於第3圖的左右的各側壁，J可不同，亦可以是均等。
側壁的上端部的高度並無特別限定。如第3圖所示，可設置成高度位置低於頂板，如第8圖所示，亦可設置到高度位置高於頂板之處。又，如第11圖所示，亦可設成相同的高度位置。
側壁的設置形態並無特別限定。如第3圖所示，可設置於加熱板108上，如第9圖、第10圖所示，亦可固定於頂板153c、153d。固定於頂板時，如第9圖所示，可以是側壁下端部的高度比基板載置部112上的基板110的表面更低之位置，如第10圖所示，亦可以是較高的位置。又，固定於頂板時，可使用頂板與側壁成為一體之構件。
如第3圖、第7圖、第8圖所示，在側壁與頂板之間可存在有間隙，如第9圖～第11圖所示，亦可無間隙。在任一情況下，只要IJ≦15，則能夠獲得膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。又，側壁的形狀可考慮多邊形、半圓形、圓形、橢圓，較佳是設為四邊形。原因在於，對稱性良好，所形成的膜能夠成為膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好的膜。
側壁的一部分或整體可如第12圖的側壁155f般以霧容易向特定方向流出的方式彎曲，亦可曲折，較佳是以第3圖的方式平行地設置側壁155。更具體而言，較佳是以側壁155為平行且相對於基板載置部112的中心成為點對稱的方式設置。原因在於，所形成的膜能夠成為膜厚分佈的面內均勻性穩定且良好的膜。
側壁的厚度並無特別限定，可以是2mm以上。原因在於，能夠抑制因成膜中的加熱導致的變形。又，側壁的材料並無特別限定。可列舉：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；鐵和鋁、不鏽鋼、金等金屬；石英、玻璃。
側壁的個數只要以包夾基板載置部112的方式相對向地設置即可，當設置2對側壁時，如第3圖、第7圖、第8圖所示，可在頂板與側壁之間設置一部分間隙。原因在於，能夠防止所供給的氣體殘留而打亂霧的流動。
可在成膜部設置一排的複數個基板載置部，並以一對側壁包夾複數個基板載置部，亦可以是下述結構：在成膜部設置複數個基板載置部，並以包夾各個基板載置部的基板載置區域的方式相對向地設置複數個(例如3個以上)側壁。此時，例如能夠設定成基板載置部位於3個以上的側壁的各個側壁之間。亦可設為進一步將該等結合而成的態樣，亦即以成為複數排的方式配置複數個基板載置部，並設置3個以上的側壁。
將側壁的基板載置部側的面的面積(當設置複數個側壁時為其總面積)設為C[cm 2]並將基板的被處理面的面積設為A[cm 2]時，較佳是設為C/A≧0.2，更佳是設為0.5以上。若C/A≧0.2，則能夠獲得膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。又，C可以是20以上(C≧20)。若是在這樣的數值範圍內，則能夠形成膜厚分佈的面內均勻性進一步優異的膜。又，C/A和C的上限並無特別限定。原因在於，若大於上述數值，則能夠穩定地發揮側壁的整流效果。然而，較佳是將C/A設為10以下。原因在於，能夠抑制裝置變得過於大型。又，作為C的上限例，能夠設為2100cm 2。原因在於，能夠抑制裝置變得過於大型。
又，在側壁、頂板中可裝設有溫度調整機構(未圖示)，該溫度調整機構能夠調整面對基板載置部112的表面的溫度。如果表面的溫度過高，則會促進霧的蒸發，因此在遠離基板上的噴嘴開口面的位置的膜厚會增加；如果溫度過低，則霧的蒸發變慢，在靠近噴嘴開口面之處的膜厚減少。較佳是控制在40～120℃左右。溫度調整機構可以是藉由使用液體或氣體的熱媒來實行熱交換之溫度調整機構，亦可以是應用了帕耳帖(Peltier)效應之溫度調整機構，亦可藉由帶狀加熱器等進行加熱。作為熱媒，能夠廣泛地使用公知的熱媒，例如能夠適當地使用下述熱媒：水、二醇類、醇類、矽油類等液體；或，空氣、氮氣、氦氣、或氟碳化物類等氣體。
(噴嘴) 第4圖中示出噴嘴150的一例。噴嘴150具備將運送部109與噴嘴150連接之連接部151、及用以噴出霧之噴嘴開口面(亦僅稱為開口面)152。
噴嘴的個數和開口面的個數只要是1個以上，則無特別限定。如第5圖的噴嘴150a所示，可具備複數個噴嘴，如第6圖的噴嘴150b所示，開口面可以是複數個。
又，包含噴嘴開口面152之平面與包含基板110之平面所夾的角度並無特別限定。可以設置具備以霧容易向特定方向流動的方式傾斜的噴嘴開口面之噴嘴，較佳是設置成：如第3圖所示，基板載置部112的載置有基板110的基板載置面113與噴嘴開口面成為平行。原因在於，能夠以更簡便的結構來形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。進一步更佳是頂板的底面、噴嘴的開口面及基板載置面全部平行。原因在於，能夠形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
在成膜部140中可裝設有位置調整機構(未圖示)，該位置調整機構能夠在如下所述的範圍內適當調整噴嘴的開口面152內的點與基板110的表面的高度位置的差值H[cm]。又，亦可將噴嘴150設為由複數個構件組裝而成的結構，並設為能夠藉由調整構件的尺寸來適當調整噴嘴的開口面的面積S[cm 2]之結構。
又，在噴嘴150中可裝設有溫度調整機構(未圖示)，該溫度調整機構能夠調整噴嘴150的外表面的溫度或噴嘴150內表面的溫度。如果內外表面的溫度過高，則會促進霧的蒸發，因此在遠離基板上的噴嘴開口面的位置的膜厚會增加；如果溫度過低，則霧的蒸發變慢，在靠近噴嘴開口面之處的膜厚減少。較佳是控制在40～120℃左右。藉由上述H的調整，使與加熱板108的距離改變，因此噴嘴150的溫度改變。因此，較佳是具備與加熱板108不同的溫度調整機構。溫度調整機構可以是藉由在噴嘴150周圍設置配管等來使用液體或氣體的熱媒實行熱交換之溫度調整機構，亦可以是應用了帕耳帖(Peltier)效應之溫度調整機構，亦可藉由帶狀加熱器(ribbon heater)等進行加熱。作為熱媒，能夠廣泛地使用公知的熱媒，例如能夠適當地使用下述熱媒：水、二醇類、醇類、矽油類等液體；或，空氣、氮氣、氦氣、或氟碳化物類等氣體。
又，此時，噴嘴開口面152的面積S可以是0.1以上且400以下。噴嘴開口面152與基板110之間的高度位置的差值H可以是0.1以上且6.0以下，更佳是0.2以上且3.0以下。原因在於，所形成的膜能夠成為膜厚分佈的面內均勻性進一步更良好的膜。
將噴嘴開口面152的面積設為S[cm 2]並將基板的面積設為A[cm 2]時，較佳是S/A≦0.3，更佳是0.004≦S/A≦0.15。若S/A≦0.3，則能夠獲得膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。又，此時，基板的面積A較佳是10cm 2以上，更佳是50cm 2以上。膜的面積或直徑越大，越能夠獲得大面積的膜，因而上限並無特別限定，作為上限例，面積能夠設為750cm 2，或者直徑能夠設為300mm。
噴嘴開口面152的形狀並無特別限定。可考慮多邊形、圓形、橢圓等，較佳是四邊形，更佳是長方形。噴嘴開口面152的形狀是長方形時，將噴嘴開口面152的長軸長度設為L[cm]並將基板的噴嘴長軸方向的最大長度設為R[cm]時，可以是L/R≧1。原因在於，若是L/R≧1，則能夠在大面積基板上形成膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。L/R的上限並無特別限定，L/R越大，未被供給至基板的霧越增加，因此較佳是設為3以下(L/R≦3)。
(移動機構) 如第1圖所示，成膜部140中能夠具備移動機構、例如移動台161a，該移動機構在噴嘴150的下方使基板110移動。使基板移動的方向並無特別限定。
第13圖和第14圖中示出從基板載置部的上方觀察具備移動機構之成膜部內而得的圖。可列舉存在如第13圖的移動機構160a所示的方法，具備載置有基板110和加熱板108之移動台161a，基板110和加熱板108往返通過噴嘴150的下方。又，可列舉如第14圖的移動機構160b所示的方法，藉由載置有基板110和加熱板108之移動台161b，使基板110和加熱板108旋轉移動通過噴嘴150的下方。又，此時，可具備使基板自轉的機構，使基板自轉。
又，如第14圖所示，可在成膜部140上載置複數個噴嘴150，亦可在成膜部140上載置複數片基板(其中，基板110被頂板153遮蔽，因此未圖示)，亦可在第13圖的成膜部140上設置複數片基板等。若是這樣的結構，則能夠保持膜厚的面內均勻性，並且一次在大量的基板上進行成膜，因此更進一步適合於大量的製造。
又，設置基板的移動機構160時，使基板移動的速度和移動範圍並無特別限定，1片基板通過噴嘴的下方的次數可以是每分鐘0.1次以上，較佳是0.5次以上，更佳是1次以上。藉由次數設為0.1次以上，由局部的霧的蒸發引起的上升氣流對供給氣體的影響較大，能夠防止不易發揮天板的整流效果，因而能夠更確實地防止膜厚的均勻性的下降。又，次數的上限並無特別限定，如果次數增加，則基板的固定因慣性力而變得不穩定，因此可以是120次以下，較佳是60次以下。
更具體而言，在第13圖這樣的移動機構的情況下，相對於使基板移動的寬度D[mm]，將基板的移動速度設為v[mm/分鐘]，v/D[/分鐘]可以是0.1以上，較佳是0.5以上且120以下，更佳是1～60。D並無特別限定，例如可以是基板的直徑[mm]以上(若基板的直徑為4吋，則為100以上)，上限並無特別限定。若將其增大，則每個噴嘴都能夠在大量的基板上進行成膜。然而，每片基板的成膜速度會下降，因此較佳是設為1000mm以下來限定每個噴嘴所進行成膜的基板的片數，生產性進一步優異。v並無特別限定。可以是10mm/分鐘以上且30000mm/分鐘以下，較佳是30mm/分鐘以上且12000mm/分鐘以下，更佳是60mm/分鐘以上且6000mm/分鐘以下。在第14圖這樣的旋轉型的移動機構的情況下，可以是0.1rpm以上，較佳是0.5～120rpm，更佳是1～60rpm。
(排氣部) 又，如第15圖所示，在成膜部140中可裝設有排氣部170，該排氣部170用以進行整流，以使與載體氣體一起被供給至基板110上的霧被用於成膜後的氣體(亦稱為「廢氣」，包含未被用於成膜的霧、成膜時產生的氣體、載體氣體等)流動至基板110的外部。通過此排氣部170來從成膜部140排放廢氣。
由於設置於如前所述的位置的頂板或側壁的整流效果與因源自噴嘴150的霧的供給和源自排氣部170的廢氣的排放而產生的對流之加乘效應，而在基板110上方產生平行於基板110的表面且均勻的氣體的流動，從而能夠在基板110上生成均勻的膜。
排氣部170只要是能夠將廢氣從成膜部140排放之構成，則其形狀、構成並無特別限定。例如，如第15圖所示，可在基板110的側方設置排氣口111，實行強制排氣。特佳是下述構成：由噴嘴150供給至頂板153與基板110之間的載體氣體等流動至基板110的外部。
作為排氣部170，能夠設為如上所述設置於成膜部140的排氣口111本身，或者，亦能夠設為在排氣口111進一步添加用以強制排氣的手段而得者。第16圖中示出這樣的排氣部170的一例。例如，利用設置於成膜室107的外部的排氣單元172，使成膜室107內的氣體從設置於成膜室107的側面的排氣口111通過排氣管道171，而被強制排氣。排氣單元172裝設有用以調節排氣流量之排氣流量調節閥173，能夠調整排氣流量。
再者，排氣口111的形狀並不特別限定於圓形、矩形等。又，排氣部170可設置於1處，如第15圖所示，亦可設置於2處以上，當設置2處以上時，較佳是以相對於噴嘴開口面的中心成為對稱位置的方式設置。原因在於，能夠穩定地形成膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
又，排氣部170中可為了抑制排氣部內的固體的析出，而具備能夠控制其一部分或整體的溫度之溫度控制機構(未圖示)。藉由這樣的溫度控制機構，能夠抑制排氣部170中的固體的析出，更容易進行排氣流量的控制。溫度調整機構可以是在排氣管道171的周圍設置配管等來使用液體或氣體的熱媒實行熱交換之溫度調整機構，亦可以是應用了帕耳帖(Peltier)效應之溫度調整機構，亦可藉由帶狀加熱器等進行加熱。作為熱媒，能夠廣泛地使用公知的熱媒，例如能夠適當地使用下述熱媒：水、二醇類、醇類、矽油類等液體；或，空氣、氮氣、氦氣、或氟碳化物類等氣體。
又，構成排氣部170的構件的材質並無特別限定，可列舉：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；鐵和鋁、不鏽鋼、金等金屬；石英、氮化硼等。較佳是設為氮化硼製。原因在於，能夠抑制廢氣的流動因由與未反應原料的意料之外的反應導致的生鏽或固體的析出而不均勻化。
進一步，如前所述，當成膜室107具備移動機構160時，可在移動機構160上設置排氣口111等來使排氣口111(排氣部170)能夠移動。
(運送部) 運送部109連接霧化部120與成膜部140。經由運送部109，霧被載體氣體從霧化部120的霧發生源104運送至成膜部140的噴嘴150。運送部109能夠設為例如供給管109a。作為供給管109a，能夠使用例如石英管和樹脂製的管等。
(原料溶液) 原料溶液104a只要包含能夠霧化的材料，則無特別限定，可以是無機材料，亦可以是有機材料。作為原料溶液，能夠使用適合用於金屬或金屬化合物的溶液(水溶液等)且包含選自鎵、鐵、銦、鋁、釩、鈦、鉻、銠、鎳及鈷之中的1種或2種以上的金屬之原料溶液。尤其，若原料溶液包含鎵，則能夠形成膜厚分佈的面內均勻性良好的氧化鎵膜。
原料溶液只要能夠使上述金屬溶液霧化，則無特別限定，作為原料溶液，能夠適當使用將金屬以錯合物的形態或鹽的形態溶解或分散於有機溶劑或水中而得的原料溶液。作為錯合物的形態，可列舉例如：乙醯丙酮錯合物、羰基錯合物、氨錯合物、氫化物錯合物等。作為鹽的形態，可列舉例如：氯化金屬鹽、溴化金屬鹽、碘化金屬鹽等。又，將上述金屬溶於氫溴酸、鹽酸、氫碘酸等而得者亦能夠作為鹽的水溶液來使用。溶質濃度較佳是0.01～1mol/L。
又，原料溶液中亦可混合有包含鹵素者(例如氫鹵酸)和氧化劑等添加劑。能夠形成膜厚分佈的面內均勻性良好的結晶性氧化鎵膜。作為氫鹵酸，可列舉例如：氫溴酸、鹽酸、氫碘酸等；其中，較佳是氫溴酸或氫碘酸。作為氧化劑，可列舉例如：過氧化氫(H 2O 2)、過氧化鈉(Na 2O 2)、過氧化鋇(BaO 2)、過氧化苯甲醯(C 6H 5CO) 2O 2等過氧化物；次氯酸(HClO)、過氯酸、硝酸、臭氧水、過氧乙酸和硝基苯等有機過氧化物等。
進一步，原料溶液中可包含摻雜劑。摻雜劑並無特別限定。可列舉例如：錫、鍺、矽、鈦、鋯、釩、鈮等n型摻雜劑；或，銅、銀、錫、銥、銠等p型摻雜劑等。摻雜劑的濃度例如可以是約1.0×10 － 9～1.0mol/L，亦可製成約1.0×10 － 7mol/L以下的低濃度，亦可製成約0.01mol/L以上的高濃度。
(基板) 基板110只要能夠成膜且能夠支撐膜，則無特別限定。基板110的材料亦無特別限定，能夠使用公知的基板，可以是有機化合物，亦可以是無機化合物。可列舉例如：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、鐵和鋁、不鏽鋼、金等金屬；石英、玻璃、碳酸鈣、氧化鎵、氧化鋅等。除此以外，還可列舉：矽、藍寶石和鈮酸鋰、鉭酸鋰、SiC、GaN、氧化鐵、氧化鉻等的單晶基板；在本發明中較理想是如以上所述的單晶基板。藉此，能夠獲得一種更優質的結晶性氧化物膜。尤其是藍寶石基板、鉭酸鋰基板、鈮酸鋰基板相對廉價，在工業上有利。基板的厚度並無特別限定，較佳是10～2000μm，更佳是50～800μm。
又，作為基板，例如能夠使用所成膜的面(被處理面)的面積為50cm 2以上的基板、或直徑為4吋(100mm)以上的基板，由於能夠大面積地形成膜厚分佈的面內均勻性的良好的膜，因此較佳。基板的面積或直徑的上限並無特別限定，例如能夠設為面積為750cm 2、或直徑為300mm。
[成膜方法] 以下，再次一邊參照第1圖一邊說明依據本發明的成膜方法的一例。依據本發明的成膜方法包含以下步驟：霧產生步驟，其使原料溶液霧化來產生霧；霧運送步驟，將霧運送至成膜部；及，成膜步驟，其由在基板載置部的上方具備的噴嘴對載置於成膜部內的基板載置部上的基板上供給霧來進行熱處理，實行成膜。而且，在依據本發明的成膜方法中，相較於以往的方法，藉由使用以上述成膜裝置中說明的方式設定的成膜裝置來實行成膜，能夠形成膜厚的基板面內均勻性良好的膜。亦即，具有下述特徵：在成膜步驟中，由噴嘴對由頂板與以包夾基板載置部的方式相對向地設置之側壁所包圍的空間供給霧，其中，基板載置部的基板載置面與頂板的底面的高度位置的差值為I[cm]，該側壁與基板載置部的基板載置區域的最短距離為J[cm]，以成為IJ≦15的方式設置頂板和側壁。
進一步詳細說明。首先，將原料溶液104a容納於霧化部120的霧發生源104內，將結晶性基板等基板110載置於加熱板108上，使加熱板108運作。
繼而，打開流量調節閥103a、103b，由載體氣體源102a供給主載體氣體，由稀釋用載體氣體源102b對成膜室107內供給稀釋用載體氣體，以載體氣體充分取代成膜室107的氣氛，並且分別調節主載體氣體的流量和稀釋用載體氣體的流量來進行控制。
在霧產生步驟中，使超音波振動子106振動，使該振動通過水105a而傳播至原料溶液104a，藉此使原料溶液104a霧化來生成霧。
繼而，在藉由載體氣體來運送霧之霧運送步驟中，霧藉由載體氣體，從霧化部120經由運送部109而被運送至成膜部140，被導入成膜室107內。
然後，在成膜步驟中，由裝設於基板載置部112(載置有基板110的加熱板108)的上方的噴嘴150，對由成膜部的頂板153、側壁155及基板110所包圍的空間實行霧的供給。所供給的霧被設置於規定的位置的頂板、側壁整流而供給至基板110上，在成膜室107內藉由加熱板108的熱量進行熱處理，進行熱反應，而成膜於基板110上。相較於以往的方法，藉由這樣的成膜方法，能夠形成膜厚的基板面內均勻性良好的膜。
使用第24圖、第25圖來更詳細說明成膜部140中的霧的流動。第25圖示出第24圖的側壁的內側(卸下側壁後的狀態)。如第25圖所示，霧是由噴嘴150從載置部112上的基板110的表面的上方供給。然後，利用頂板153和側壁155來抑制因加熱板108導致的熱對流、或因外氣流入導致的霧流動的外部擾動，並且使霧向180的方向流動，從基板110上自然排出。當以第17圖的方式設置強制排氣時，利用排氣部170來控制排氣的流動，並且使霧向180的方向流動，從基板110上強制排出。
再者，如果一面利用移動機構使基板110在噴嘴150的下方移動，一面進行成膜，則在形成大面積的膜時是有效的，並且，對於形成膜厚為更進一步面內均勻且優異的膜是有效的。
載體氣體的流量並無特別限定。例如，當在直徑4吋(10cm)的基板上進行成膜時，較佳是設為1～80L/分鐘，更佳是設為4～40L/分鐘。再者，本發明中的載體氣體的流量Q設為20℃、常壓時的測定值，當在其他溫度、壓力進行測定時或當測定不同種類的流量(質量流量等)時，能夠使用氣體的狀態方程式來換算成20℃、常壓時的體積流量。
成膜部140內的霧的熱反應只要霧藉由加熱進行反應即可，反應條件等亦無特別限定。能夠根據原料或成膜物來適當設定。例如，加熱溫度在120～600℃的範圍內，較佳是在200℃～600℃的範圍內，更佳是設為300℃～550℃的範圍。將加熱溫度設為T[℃]，將噴嘴開口面152的面積設為S[cm 2]，並將載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]時，ST/Q較佳是40以上(ST/Q≧40)，更佳是100以上且2000以下(100≦ST/Q≦2000)。若是ST/Q≧40，則能夠成為膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。
將噴嘴開口面152的面積設為S[cm 2]，將載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]，將噴嘴開口面152與基板110之間的高度位置的差值(例如噴嘴開口面152內的點與基板110的表面的距離之中成為最長的距離)設為H[cm]時，SH/Q可以是0.015以上，較佳是0.1以上且20以下。若是SH/Q≧0.015，則能夠成為膜厚分佈的面內均勻性更良的膜。
此時，噴嘴開口面152中的與基板正交的方向的氣體的速度可以是0.01以上且8.0m/s以下，較佳是0.1以上且2.0m/s以下。再者，噴嘴開口面152中的與基板正交的方向的氣體的速度是藉由下述方式計算而得的速度：將20℃、常壓時的載體氣體的流量Q[L/分鐘]除以噴嘴開口面152的面積S[cm 2]，進行單位換算。
熱反應可在真空下、非氧氣氛下、還原氣體氣氛下、空氣氣氛下及氧氣氣氛下的任一氣氛下實行，只要根據成膜物來適當設定即可。又，反應壓力，可在大氣壓力下、加壓下或減壓下的任一條件下實行，若是大氣壓力下的成膜，則裝置構成能夠簡化，因而較佳。
當以成膜步驟實行排氣時(排氣步驟)，排氣的流量並無特別限定，較佳是：將由噴嘴150供給的載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]並將由排氣部170排放的廢氣的流量設為E[L/分鐘]時，E/Q可以是5.0以下，更佳是0.5以上且3.0以下。原因在於，能夠成為膜厚分佈的面內均勻性更良好的膜。又，此時，能夠在20℃、常壓時於排氣口111使用流量計測定由排氣部170排放的E，或者根據使用風速計來測得的線速與排氣口111的開口面的面積的乘積來計算由排氣部170排放的E。當以其他方法、溫度、壓力測定流量時，能夠使用氣體的狀態方程式來換算成20℃、常壓時的體積流量。
在本發明中，成膜後，可實行退火處理。退火處理的溫度並無特別限定，較佳是600℃以下，更佳是550℃以下。原因在於，不會損害膜的結晶性。退火處理的處理時間並無特別限定，較佳是10秒～10小時，更佳是10秒～1小時。
成膜可直接在基板上實行，亦可積層於形成在基板上的中間層上。中間層並無特別限定，例如，能夠以包含鋁、鈦、釩、鉻、鐵、鎵、銠、銦、銥之中的任一種之氧化物作為主成分。更具體而言，是Al 2O 3、Ti 2O 3、V 2O 3、Cr 2O 3、Fe 2O 3、Ga 2O 3、Rh 2O 3、In 2O 3、Ir 2O 3， 並且，當將選自上述金屬元素中的2元素設為A、B時，能夠設為由(A xB 1 － x) 2O 3(0＜x＜1)表示的二元系金屬氧化物；或者，當將選自上述金屬元素中的3元素設為A、B、C時，能夠設為(Al xB yC 1 － x － y) 2O 3(0＜x＜1、0＜y＜1)表示的三元系金屬氧化物。
(剝離) 可將基板110從氧化物半導體膜剝離。剝離手段並無特別限定，可以是公知的手段。可列舉例如：施以機械衝擊來予以剝離之手段、施以熱量而利用熱應力來予以剝離之手段、施以超音波等振動來予以剝離之手段、進行蝕刻來予以剝離之手段、雷射剝離(laser lift-off)等。藉由前述剝離，能夠獲得作為自支撐膜的氧化物半導體膜。
(電極) 當將依據本發明的氧化物半導體膜和積層體應用於半導體裝置時，能夠使用一般的方法來實行用於構成半導體裝置所需要的電極的形成。亦即，可使用蒸鍍、濺鍍、化學氣相沉積(CVD)、鍍覆等、以及與樹脂等一起黏合的印刷法等的任一種。作為電極材料，可使用下述材料中的任一種：Al、Ag、Ti、Pd、Au、Cu、Cr、Fe、W、Ta、Nb、Mn、Mo、Hf、Co、Zr、Sn、Pt、V、Ni、Ir、Zn、In、Nd等金屬；以及，氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等金屬氧化物導電膜；聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯等有機導電性化合物；亦可以是該等的2種以上的合金、混合物。電極的厚度較佳是1～1000nm，更佳是10～500nm。 [實施例]
以下，列舉實施例來具體地說明本發明，但是該實施例並非限定本發明。
(實施例1) 在本實施例中，使用如第17圖、第18圖所示的成膜裝置。在成膜部140e中，2個頂板153e被固定成與噴嘴開口面在同一平面內。將頂板的面積設為B[cm 2]時，B＝600，設為基板載置部112的基板載置面(加熱板108的頂面)與頂板的高度位置的差值I＝2.05cm。
又，第18圖是從第17圖的側方觀察第17圖所示的成膜室內的圖。如第18圖所示，以與頂板153e接觸的方式將一對側壁155e設置於基板載置部112上。此時，將基板載置部的基板載置區域與側壁的最短距離J設為J＝2.50cm，設為IJ＝5.1。側壁的厚度為3mm，將側壁的相對向的面的面積設為C[cm 2]時，C＝120。
將碘化鎵加入水中，在60℃加以攪拌60分鐘來使其溶解，製備0.1mol/L的水溶液，並將其設為原料溶液104a。將以上述方式獲得的原料溶液104a容納於霧發生源104內。此時的溶液的溫度為25℃。
繼而，將作為基板110的直徑為4吋(100mm)的c面藍寶石基板載置於成膜室107內的加熱板108上，使加熱板108運作來將溫度升溫至500℃。
接著，打開流量調節閥103a、103b，由載體氣體源102a(主載體氣體)、稀釋用載體氣體供給源102b(稀釋用載體氣體)對成膜室107內供給作為載體氣體的氮氣，以這些載體氣體充分取代成膜室107的氣氛，並且分別將主載體氣體的流量調節為12L/分鐘，將稀釋用載體氣體的流量調節至12L/分鐘。
接著，使用如第16圖所示的排氣部170，以排氣口111中的排氣量E[L/分鐘]成為72的方式調整排氣流量調整閥173。此時，E/Q＝3.0。
繼而，使超音波振動子106以2.4MHz進行振動，使該振動通過水105a而傳播至原料溶液104a，藉此使原料溶液104a霧化來生成霧。
藉由載體氣體將此霧經由供給管109a、噴嘴150供給至基板110。作為噴嘴150，使用噴嘴開口面152為長方形形狀的噴嘴，將噴嘴開口面152的面積設為S[cm 2]，將載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]，將噴嘴開口面152與基板110的高度位置的差值(噴嘴開口面152內的點與基板110的表面的距離之中成為最長的距離)設為H[cm]時，以成為SH/Q＝0.5的方式進行調整。此時，S＝6.0[cm 2]、H＝2.0[cm]、Q＝24[L/分鐘]。
然後，在大氣壓力下、500℃的條件下，一面從排氣口111排放氣體，一面在成膜室107內使霧進行熱反應，而在基板110上形成具有剛玉結構之氧化鎵(α-Ga 2O 3)的薄膜。成膜時間設為360分鐘。
將熱處理溫度設為T[℃]時，ST/Q＝125，將基板的面積設為A[cm 2]時，S/A＝0.076，將噴嘴開口面152的長軸長度設為L[cm]並將基板的噴嘴長軸方向的最大長度設為R[cm]時，L/R＝1.2。此時，T＝500[℃]、A＝78.5[cm 2]、L＝12[cm]、R＝10[cm]。又，B/A＝7.6，C/A＝1.5。
利用如第13圖所示的移動機構160a來使基板和加熱板以15[cm/分鐘]的速度每分鐘通過噴嘴的下方一次的方式往返移動。
(實施例2) 設為J＝5.00cm、IJ＝10.3，以第19圖的方式在天板153e與側壁155之間設置2.5cm的間隙，不設置排氣口111，將成膜時間設為120分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。
(比較例1) 使用如第20圖所示的未設置有頂板、側壁且未滿足IJ≦15之成膜裝置，將成膜時間設為120分鐘，設為載體氣體的流量Q＝12L/分鐘，設為排氣流量E＝36L/分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行。此時，SH/Q＝1，ST/Q＝250。再者，基板載置區域與成膜室的壁(側面壁)的最短距離為12cm，基板載置面與成膜室的天花板壁的下表面的高度位置的差值(距離)為50cm。
(比較例2) 使用如第21圖所示的未設置有側壁155且未滿足IJ≦15之成膜裝置，將成膜時間設為20分鐘，除此之外，與實施例2同樣地實行。再者，基板載置區域與成膜室的壁(側面壁)的最短距離為12cm，基板載置面與頂板的底面的高度位置的差值(距離)為2.05cm。
(比較例3) 設為I＝3.05cm，設為H＝3.00cm，將成膜時間設為20分鐘，除此之外，與實施例2同樣地實行成膜。此時，IJ＝15.3，SH/Q＝0.75。
(比較例4) 設為I＝6.05cm，設為H＝6.00cm，設為Q＝48L/分鐘，設為C＝360cm 2，將成膜時間設為40分鐘，除此之外，與實施例2同樣地實行成膜。此時，C/A＝4.6，IJ＝30.3，SH/Q＝0.75，ST/Q＝62.5。
(實施例3) 設為B＝420cm 2、C＝360cm 2、S＝2.4cm 2、H＝6.00cm、I＝6.05cm、J＝2.00cm、Q＝48L/分鐘、E＝24L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，B/A＝5.3，C/A＝4.6，E/Q＝0.5，IJ＝12.1，S/A＝0.030，SH/Q＝0.3，ST/Q＝25。
(實施例4) 設為B＝750cm 2、C＝6cm 2、S＝12cm 2、H＝0.10cm、I＝0.15cm、J＝7.50cm、Q＝12L/分鐘、E＝12L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，B/A＝9.5，C/A＝0.1，E/Q＝1.0，IJ＝1.1，S/A＝0.15，SH/Q＝0.1，ST/Q＝500。
(實施例5) 在第17圖的成膜裝置中，以噴嘴的開口面152位於基板110的端部的正上方的方式設置噴嘴，不使基板移動，設為B＝300cm 2，將成膜時間設為300分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，B/A＝3.8。
(實施例6) 使用如第22圖所示的傾斜的頂板，設為J＝5.00cm，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，IJ＝10.3。又，此時，頂板153h以比未與底面的噴嘴150接觸的一側所接觸的部分高出4mm的方式傾斜。
(實施例7) 設為E＝120L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，E/Q＝5.0。
(實施例8) 設為E＝360L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，E/Q＝15.0。
(實施例9) 將基板設為6吋(直徑150mm)的c面藍寶石基板，設為B＝1000cm 2、S＝9cm 2、Q＝36L/分鐘、E＝36L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，A＝177cm 2，B/A＝5.7，C/A＝0.7，E/Q＝1.0，S/A＝0.05，R＝15cm，L＝18cm。
(實施例10) 在第17圖的成膜裝置中，以噴嘴的開口面152位於基板110的端部的正上方的方式設置噴嘴，不使基板移動，將基板設為6吋(直徑150mm)的c面藍寶石基板作為基板110，設為B＝500cm 2、C＝30cm 2、S＝9cm 2、Q＝36L/分鐘、E＝36L/分鐘，將成膜時間設為60分鐘，不使基板移動，除此之外，與實施例1同樣地實行成膜。此時，A＝177cm 2，B/A＝2.8，C/A＝0.2，E/Q＝1.0，S/A＝0.05，R＝15cm，L＝18cm。
(實施例11) 使鋁乙醯丙酮錯合物溶於鹽酸溶液中，製備0.1mol/L的溶液，並作為原料溶液使用，設為H＝3.00cm、I＝3.05cm、J＝3.00cm、T＝550℃，將成膜時間設為45分鐘，除此之外，與實施例1同樣地實行。此時，IJ＝9.2，SH/Q＝0.75，ST/Q＝137.5。
(實施例12) 使硝酸鎵溶於水中，製備0.1mol/L的溶液，並作為原料溶液使用，設為B＝40cm 2、E＝24L/分鐘，將成膜時間設為45分鐘，除此之外，與實施例5同樣地實行成膜。此時，E/Q＝1.0，B/A＝0.5。
(膜厚分佈測定) 對於形成於基板110上的薄膜，將測定箇所設為基板110上的面內的25點，使用光干涉式膜厚計F50來測定膜厚。又，根據各個值計算平均膜厚，並示於表1。進一步，將經以膜厚分佈[±%]＝(最大膜厚－最小膜厚)／((平均膜厚)×2)×100來計算出的膜厚分佈示於表1。又，將平均膜厚除以成膜時間而得值設為成膜速度來示於表1。又，將繪製膜厚的面內分佈相對於IJ的圖示於第23圖。
[表1]
Figure 02_image001
如表1、第23圖所示，對比實施例1～12與比較例1～4可知，藉由使用依據本發明的成膜裝置來實行成膜，能夠獲得膜厚分佈的面內均勻性優異的氧化鎵(α-Ga 2O 3)膜。又，若是上述專利文獻5所記載的發明，則將霧進行整流的機構的有無與本發明不同會有所影響，推測在直徑為4吋(100mm)以上基板上，無法獲得膜厚分佈的面內均勻性良好的膜。
再者，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，任何具有實質上與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想相同的構成且發揮相同功效者，皆包含在本發明的技術範圍內。
101:成膜裝置 102a:載體氣體源 102b:稀釋用載體氣體源 103a,103b:流量調節閥 104:霧發生源 104a:原料溶液 105:容器 105a:水 106:超音波振動子 107:成膜室 108:加熱板 109:運送部 109a:供給管 110:基板 111:排氣口 112:基板載置部 113:基板載置面 114:基板載置區域 116:振盪器 120:霧化部 130:載體氣體供給部 140,140a,140b,140c,140d,140e:成膜部 150,150a,150b:噴嘴 151:連接部 152:噴嘴開口面 153,153a,153b,153c,153d,153e,153h:頂板 154a,154b:固定物 155,155a,155d,155e,155f:側壁 160a,160b:移動機構 161a,161b:移動台 170:排氣部 171:排氣管道 172:排氣單元 173:排氣流量調整閥 180:霧的流動方向 H:噴嘴開口面與基板之間的高度位置的差值 I:頂板與基板載置面之間的高度位置的差值 J:基板載置部的基板載置區域與側壁的最短距離
第1圖是示出本發明的成膜裝置的一例的概略構成圖。 第2圖是說明依據本發明的霧化部的一例的圖。 第3圖是說明依據本發明的成膜室的一例的圖。 第4圖是說明依據本發明的噴嘴的一例的圖。 第5圖是說明具備複數個噴嘴之情況的一例的圖。 第6圖是說明具備複數個噴嘴開口面之噴嘴的一例的圖。 第7圖是說明依據本發明的成膜部的一例的圖。 第8圖是說明依據本發明的成膜部的一例的圖。 第9圖是說明依據本發明的成膜部的一例的圖。 第10圖是說明依據本發明的成膜部的一例的圖。 第11圖是說明依據本發明的成膜部的一例的圖。 第12圖是說明依據本發明的側壁的一例的圖。 第13圖是說明往返運動通過噴嘴的下方之移動機構的一例的圖。 第14圖是說明向單方向旋轉移動通過噴嘴的下方之移動機構的一例的圖。 第15圖是說明依據本發明的具備排氣部之成膜部的一例的圖。 第16圖是說明依據本發明的排氣部的一例的圖。 第17圖是示出實施例1等之中使用的成膜裝置的概略構成圖。 第18圖是從第17圖的側方觀察第17圖的成膜裝置的成膜室內的圖。 第19圖是示出實施例2中使用的成膜裝置的概略構成圖。 第20圖是示出比較例1中使用的成膜裝置的概略構成圖。 第21圖是示出比較例2中使用的成膜裝置的概略構成圖。 第22圖是示出實施例6中使用的成膜部的概略構成圖。 第23圖是示出實施例、比較例的結果的圖。 第24圖是說明成膜部140中的霧的流動的一例的圖。 第25圖是說明第24圖的側壁的內側部分的圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
101:成膜裝置
102a:載體氣體源
102b:稀釋用載體氣體源
103a,103b:流量調節閥
104:霧發生源
104a:原料溶液
105:容器
105a:水
106:超音波振動子
107:成膜室
108:加熱板
109:運送部
109a:供給管
110:基板
112:基板載置部
120:霧化部
130:載體氣體供給部
140:成膜部
150:噴嘴
151:連接部
153:頂板
155:側壁
161a:移動台

Claims (30)

  1. 一種成膜裝置，其具備： 霧化部，其使原料溶液霧化來產生霧； 載體氣體供給部，其供給載體氣體，該載體氣體運送前述霧化部中產生的前述霧；以及， 成膜部，其對藉由前述載體氣體運送的前述霧進行熱處理，來實行成膜；該成膜裝置的特徵在於， 前述成膜部具備 載置前述基板之基板載置部、 位於前述基板載置部的上方且對前述基板上供給前述霧之噴嘴、 位於前述基板載置部的上方且將由前述噴嘴供給的前述霧進行整流之頂板、及 以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁， 將前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值設為I[cm]並將前述基板載置部的基板載置區域與前述側壁的最短距離設為J[cm]時，IJ≦15。
  2. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，前述頂板的底面、前述噴嘴的開口面及前述基板載置面全部平行。
  3. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，前述I[cm]為0.15cm以上且6.05cm以下。
  4. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，前述J[cm]為5.0cm以下。
  5. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時，B≧40。
  6. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時，B/A≧0.5。
  7. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，將前述側壁的前述基板載置部側的面的面積設為C[cm 2]時，C≧20。
  8. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述側壁的相對向的面的面積設為C[cm 2]時，C/A≧0.2。
  9. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，進一步具備排氣部，該排氣部將廢氣從前述成膜部排出。
  10. 如請求項1所述之成膜裝置，其中，進一步具備移動機構，該移動機構在前述噴嘴的下方使前述基板移動。
  11. 如請求項1～9中任一項所述之成膜裝置，其中，前述成膜部具備成膜室，前述側壁是成膜室的壁。
  12. 如請求項1～10中任一項所述之成膜裝置，其中，前述成膜部進一步具備成膜室，該成膜室將前述基板載置部、前述噴嘴、前述頂板及前述側壁容納於內部。
  13. 一種成膜方法，對霧化後的原料溶液進行熱處理來在基板上實行成膜，該成膜方法的特徵在於，包含以下步驟： 霧產生步驟，其使前述原料溶液霧化來產生霧； 霧運送步驟，將前述霧運送至成膜部；及， 成膜步驟，其由在前述基板載置部的上方具備的噴嘴對載置於前述成膜部內的基板載置部上的前述基板上供給前述霧來進行熱處理，實行成膜； 在前述成膜步驟中，由前述噴嘴對由設置於前述基板載置部的上方之頂板與以包夾前述基板載置部的方式相對向地設置之側壁所包圍的空間供給前述霧，其中，前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值為I[cm]，前述側壁與前述基板載置部的基板載置區域的最短距離為J[cm]，以成為IJ≦15的方式設置前述頂板和前述側壁。
  14. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以前述頂板的底面、前述噴嘴的開口面及前述基板載置面全部平行的方式設置前述頂板和前述側壁。
  15. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以前述基板載置部的基板載置面與前述頂板的底面的高度位置的差值I[cm]成為0.15cm以上且6.05cm以下的方式設置前述頂板。
  16. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以前述J[cm]成為5.0cm以下的方式設置前述側壁。
  17. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時使得B≧40的方式設置前述頂板。
  18. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述頂板的底面的面積設為B[cm 2]時使得B/A≧0.5的方式設置前述頂板。
  19. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以將前述側壁的前述基板載置部側的面的面積設為C[cm 2]時使得C≧20的方式設置前述側壁。
  20. 如請求項13所述之成膜方法，其中，以將前述基板的被處理面的面積設為A[cm 2]並將前述側壁的相對向的面的面積設為C[cm 2]時使得C/A≧0.2的方式設置前述側壁。
  21. 如請求項13所述之成膜方法，其中，進一步具備排氣步驟，該排氣步驟將廢氣從前述成膜部排出。
  22. 如請求項13所述之成膜方法，其中，將由前述噴嘴供給的前述載體氣體的流量設為Q[L/分鐘]並將前述廢氣的流量設為E[L/分鐘]時，將E/Q設為5.0以下。
  23. 如請求項13所述之成膜方法，其中，在前述噴嘴的下方使前述基板移動。
  24. 如請求項13所述之成膜方法，其中，使用包含鎵之原料溶液作為前述原料溶液。
  25. 如請求項13所述之成膜方法，其中，使用包含鹵素之原料溶液作為前述原料溶液。
  26. 如請求項13～25中任一項所述之成膜方法，其中，使用被處理面的面積為50cm 2以上的基板或直徑為4吋(100mm)以上的基板作為前述基板。
  27. 一種氧化物半導體膜，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜的特徵在於， 該氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上， 前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%。
  28. 如請求項27所述之氧化物半導體膜，其中，前述氧化物半導體膜具有剛玉結構。
  29. 一種積層體，是以鎵作為主成分之氧化物半導體膜與基板之積層體，該積層體的特徵在於， 該積層體的前述氧化物半導體膜的面積為70cm 2以上，或者表面的大小為直徑4吋(100mm)以上， 前述氧化物半導體膜的膜厚的面內分佈小於±5%。
  30. 如請求項29所述之積層體，其中，前述氧化物半導體膜具有剛玉結構。
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