TW202405226A - 成膜方法及成膜裝置 - Google Patents

成膜方法及成膜裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202405226A
TW202405226A TW112121266A TW112121266A TW202405226A TW 202405226 A TW202405226 A TW 202405226A TW 112121266 A TW112121266 A TW 112121266A TW 112121266 A TW112121266 A TW 112121266A TW 202405226 A TW202405226 A TW 202405226A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
gas
mist
film forming
nozzle
Prior art date
Application number
TW112121266A
Other languages
English (en)
Inventor
渡部武紀
坂爪崇寛
Original Assignee
日商信越化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商信越化學工業股份有限公司 filed Critical 日商信越化學工業股份有限公司
Publication of TW202405226A publication Critical patent/TW202405226A/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明為一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜為結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵係：作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者，將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。藉此，可提供用於成膜為結晶性優異，即使大面積且薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好，應用於半導體裝置時具有優異的半導體特性之結晶性氧化物膜之成膜方法及用於進行該成膜方法之成膜裝置。

Description

成膜方法及成膜裝置
本發明係關於成膜方法及成膜裝置。
作為能夠實現高耐壓、低損失及高耐熱的下一代開關元件，使用帶隙大的氧化鎵(Ga 2O 3)的半導體裝置係被矚目，期待對反相器(inverter)等電力用半導體裝置的應用。又，氧化鎵由於其寬的帶隙來看，亦期待作為(LED)或感測器等的受光發光裝置之廣泛應用。尤其在氧化鎵之中，具有剛玉構造的α-Ga 2O 3等可藉由將銦或鋁分別或組合做成混晶而控制帶隙，構成作為InAlGaO系半導體而極富魅力的材料系統。此處，InAlGaO系半導體，係表示In XAl YGa ZO 3(0≦X≦2、0≦Y≦2、0≦Z≦2、X+Y+Z=1.5～2.5)，可作為內包氧化鎵的同一材料系統綜觀。
但是，氧化鎵係最穩定相為β氧化鎵構造，因此若不使用特殊的成膜法，則難以將準穩定相的剛玉構造的結晶膜進行成膜。例如，在異質磊晶成長等中，晶體成長條件被限制的情況也多，因此有錯位密度(dislocation density)變高的傾向。而且，不限於剛玉構造的結晶膜，在成膜速率或結晶品質的提升、裂痕或異常成長的抑制、雙晶抑制、翹曲引起的基板的破裂等，也仍存在為數眾多的課題。如此的狀況下，對於具有剛玉構造的結晶性半導體之成膜，進行若干的檢討。
專利文獻1中記載使用鎵或銦的溴化物或碘化物，藉由霧化CVD法製造氧化物結晶薄膜之方法。專利文獻2～4中記載一種多層構造體，其係在具有剛玉型結晶構造的基底基板上，層合有具有剛玉型結晶構造的半導體層與具有剛玉型結晶構造的絕緣膜。又，如專利文獻5～7中記載，亦檢討使用ELO基板或空隙形成，霧化CVD所致之成膜。
專利文獻8中記載至少使用鎵原料與氧原料，藉由鹵化物氣相成長法(HVPE法)，將具有剛玉構造的氧化鎵進行成膜。又，專利文獻9中記載使用形成有圖型的基板進行ELO晶體成長，獲得表面積為9μm 2以上且錯位密度為5×10 6cm -2以下的結晶膜。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本發明專利第5397794號公報 [專利文獻2] 日本發明專利第5343224號公報 [專利文獻3] 日本發明專利第5397795號公報 [專利文獻4] 日本特開2014-072533號公報 [專利文獻5] 日本特開2016-100592號公報 [專利文獻6] 日本特開2016-098166號公報 [專利文獻7] 日本特開2016-100593號公報 [專利文獻8] 日本特開2016-155714號公報 [專利文獻9] 日本特開2019-034883號公報 [專利文獻10] 國際公開第2021/065940號
[發明所欲解決的課題]
然而，氧化鎵係在散熱性有問題，為了消除散熱性之問題，例如必須使氧化鎵的膜厚薄到30μm以下，但有研磨步驟變繁雜、成本變高之問題，而且，歸根究柢，藉由研磨而變薄的情況，存在難以在維持膜厚分佈的狀態下獲得大面積的氧化鎵膜的問題。又，在應用於縱型裝置時的串聯電阻中，也並非能夠充分滿足者。因此，要作為功率半導體裝置而充分發揮氧化鎵的性能，期望獲得更大面積且膜厚分佈更佳的例如膜厚為30μm以下之薄的氧化鎵膜，迫切期望如此的結晶膜。
對於該課題，專利文獻10中揭示使用ELO遮罩，得到膜厚分布良好的氧化鎵膜之方法，但該方法需要剝離步驟或研磨步驟且步驟為繁雜，有因複雜的步驟而良率下降之問題。
本發明之目的在於提供一種用於將結晶性氧化物膜進行成膜之成膜方法及用於進行該成膜方法之成膜裝置，該結晶性氧化物膜係結晶性優異，即使為大面積且薄的膜厚，面內的膜厚分布亦良好，應用於半導體裝置時具有優異的半導體特性。 [解決課題的手段]
為了解決上述課題，本發明中提供一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其中 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。
若藉由如此之成膜方法，則可得到結晶性優異，且即使薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜。又，可得到應用於半導體裝置時，具有優異的半導體特性之結晶性氧化物膜。
此時，作為前述基板，可使用直徑為100mm～200mm者。
若藉由本發明之成膜方法，則即使對於如此之大面積基板，也可得到膜厚分布良好的結晶性氧化物膜。
此時，可將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
若藉由如此之成膜方法，則即使為薄的膜厚，也可得到面內之膜厚分布良好的以氧化鎵作為主成分之結晶性氧化物膜。
此時，可設為作為前述氣體混合部，使用體積V(cm 3)為V＞250者之成膜方法。
藉由如此之成膜方法，則可得到面內的膜厚分布更良好之結晶性氧化物膜。
又，本發明提供一種成膜裝置，其係具有產生霧氣的霧化部、成膜結晶性氧化物膜的成膜部與將前述霧氣供給至前述成膜部的噴嘴， 前述噴嘴至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口， 且為以配管連接前述霧化部與前述氣體混合部的前述氣體入口，再者具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位者。
若藉由如此之成膜裝置，則為可實施上述的成膜方法者，成為一種成膜裝置，其可得到結晶性優異，且即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜。又，可得到應用於半導體裝置時，具有優異的半導體特性之結晶性氧化物膜。
此時，可設為將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，V＞250之成膜裝置。
若藉由如此之成膜裝置，則成為能得到面內的膜厚分布更良好的膜之成膜裝置。
又，本發明中提供一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其中 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 在前述氣體入口附近使前述霧氣之線速增加。
若藉由如此之成膜方法，則可得到結晶性優異，且即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜。又，可得到應用於半導體裝置時，具有優異的半導體特性之結晶性氧化物膜。
此時，將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，可將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。
若藉由如此之成膜方法，則可得面內的膜厚分布更良好之結晶性氧化物膜。
此時，可設為作為前述氣體混合部使用體積V(cm 3)為V＞250者之成膜方法。
若藉由如此之成膜方法，則可得到面內的膜厚分布更良好之結晶性氧化物膜。
此時，作為前述基板，可使用直徑為100mm～200mm者。
若藉由本發明之成膜方法，則即使對於如此之大面積基板，也可得到膜厚分布良好的結晶性氧化物膜。
此時，可將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
若藉由如此之成膜方法，則即使為薄的膜厚，也可得到面內之膜厚分布良好的以氧化鎵作為主成分之結晶性氧化物膜。 [發明的效果]
如以上，若藉由本發明之成膜方法，則可成膜一種結晶性氧化物膜，其為結晶性優異，即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之以氧化鎵作為主成分的結晶性氧化物膜，應用於半導體裝置時，具有優異的半導體特性。若藉由本發明之成膜裝置，則可實施上述成膜方法，成為一種成膜裝置，其可得到結晶性優異，即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之以氧化鎵作為主成分的結晶性氧化物膜。若根據如此操作所成膜的結晶性氧化物膜，則膜厚分布為良好，成為作為功率半導體裝置時可充分地發揮結晶性氧化物膜的性能，另外可抑制性能之偏差者。
[實施發明的形態]
如上述，要求提供一種用於將結晶性氧化物膜進行成膜之成膜方法及用於進行該成膜方法之成膜裝置，該結晶性氧化物膜係結晶性優異，即使為大面積且薄的膜厚，面內的膜厚分布亦良好，應用於半導體裝置時具有優異的半導體特性。
本發明者們對於上述課題重複專心致力的檢討，結果發現一種成膜方法，其係從至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出霧氣的氣體出口之噴嘴，使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法進行成膜的結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵為將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，前述2個以上的氣體入口之任1個中的線速L(cm/秒)為L≧0.8V-200，藉由該成膜方法，可得到一種結晶性氧化物膜，其係結晶性優異，且即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜，應用於半導體裝置時，具有優異半導體特性的結晶性氧化物膜，而完成本發明。
又，本發明者們發現藉由一種成膜裝置，其係具有噴嘴、成膜部與產生霧氣的霧化部之成膜裝置，其中該噴嘴至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出霧氣的氣體出口，且為以配管連接前述霧化部與前述氣體混合部的前述氣體入口，再者具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位者，成為可得到一種結晶性氧化物膜，其係結晶性優異，且即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜的成膜裝置，而完成本發明。
再者，本發明者們發現一種成膜方法，其係從至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出霧氣的氣體出口之噴嘴，使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法進行成膜的結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵為在前述氣體入口附近使前述霧氣之線速增加，藉由該成膜方法，可得到一種結晶性氧化物膜，其係結晶性優異，且即使為薄的膜厚面內的膜厚分布亦良好之結晶性氧化物膜，應用於半導體裝置時，具有優異半導體特性的結晶性氧化物膜，而完成本發明。
亦即，本發明為一種成膜方法，其係從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其中 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。
又，本發明為一種成膜裝置，其係具有產生霧氣的霧化部、成膜結晶性氧化物膜的成膜部與將前述霧氣供給至前述成膜部的噴嘴， 前述噴嘴至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口， 且為以配管連接前述霧化部與前述氣體混合部的前述氣體入口，再者具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位者。
再者，本發明為一種成膜方法，其係從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其中 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 在前述氣體入口附近使前述霧氣之線速增加。
以下，詳細地說明本發明，惟本發明不受此等所限定。
(結晶性氧化物膜) 本發明之結晶性氧化物膜係膜厚分布為良好。膜厚分布例如只要關於面內25點的膜厚以((最大膜厚-最小膜厚)/(最大膜厚+最小膜厚))×100(%)所得之值為10%以下，則可作為良好。若為5%以下則更佳。如此的本發明之結晶性氧化物膜，係在作為功率半導體裝置時可充分發揮結晶性氧化物膜之性能，另外也可抑制性能的偏差。
一般而言，結晶性氧化物膜係由金屬與氧所構成，但於本發明之結晶性氧化物膜中，作為金屬，較佳以鎵作為主成分。尚且，本發明中「以氧化鎵作為主成分」，係意指金屬成分中的50～100%為鎵。作為鎵以外的金屬成分，可包含例如由鐵、銦、鋁、釩、鈦、鉻、銠、銥、鎳及鈷選出的1種或2種以上的金屬。
於結晶性氧化物膜中，亦可包含摻雜元素。可舉出例如錫、鍺、矽、鈦、鋯、釩或鈮等之n型摻雜物或，或銅、銀、錫、銥、銠或鎂等之p型摻雜物等，並無特別的限定。摻雜物的濃度可為例如約1×10 16/cm 3～1×10 22/cm 3，也可設為約1×10 17/cm 3以下的低濃度，亦可設為約1×10 20/cm 3以上的高濃度。
結晶性氧化物膜的結晶構造係不特別限定，可為β氧化鎵構造，也可為剛玉構造，亦可為正交晶。複數的結晶構造可混合存在，為多晶亦無妨，但較佳為單晶或單軸配向的膜。單晶或單軸配向的膜係可以X射線繞射裝置或電子束繞射裝置等進行確認。若對膜照射X射線或電子束，則得到與結晶構造相應的繞射圖像，但若單軸配向，則僅特定的波峰出現。藉此，可判斷為單軸配向。
結晶性氧化物膜之膜厚係不特別限定，但較佳為0.1μm以上。上限值係不特別限定，可為例如100μm以下，較佳為50μm以下，更佳可為30μm以下。膜厚可用觸針式的階差計或反射分光式的膜厚計、橢圓偏光儀、以SEM或TEM觀察剖面等之方法而測定，任一方法皆可。
如此的結晶性氧化物膜可藉由使用後述霧化CVD裝置(成膜裝置)的霧化CVD法進行成膜而得。
(基板) 用於將本發明之結晶性氧化物膜進行成膜的基板(基底基板)，若為成為上述結晶性氧化物膜的支撐體者，則不特別限定。材料係不特別限定，可使用眾所周知的基板，可為有機化合物，也可為無機化合物。可舉出例如聚碸、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、不鏽鋼、金等之金屬、石英、玻璃、碳酸鈣、氧化鎵、ZnO等。除了該等之外，還可舉出矽、藍寶石、鉭酸鋰、鈮酸鋰、SiC、GaN、氧化鐵、氧化鉻等之單晶基板，本發明中宜為如以上的單晶基板。藉由該等，可得到優質的結晶性氧化物膜。特別地，藍寶石基板、鉭酸鋰基板、鈮酸鋰基板係比較便宜，在工業上有利。
基底基板之厚度較佳為100～5000μm。若為該範圍，則處理為容易，且在成膜時能夠抑制熱阻，因此容易獲得優質的膜。
基板之大小係不特別限制，但若為基板的面積為100mm 2以上或直徑2吋(50mm)以上者，則可得到結晶性良好的大面積之膜而較宜。再者，若將基板之直徑設為4吋(100mm)～8吋(200mm)，則變容易對於所得之結晶性氧化物膜，施予使用既有的加工裝置之加工，在半導體裝置製造時於工業上成為有利。又，成為大面積且膜厚分布優異，應用於半導體裝置時半導體特性優異者。例如，由如此的結晶性氧化物膜來製造功率半導體裝置等之半導體裝置時，包含2個以上的該半導體裝置之製品批次，可將其耐壓良率設為75%以上。
在基板與結晶性氧化物膜之間成為介隔其他層亦無妨。其他層，為與基板及最表層的結晶性氧化物膜不同組成之層，亦稱為緩衝層。緩衝層為氧化物半導體膜、絕緣膜、金屬膜等之任一無妨，作為材料，可適宜地使用例如Al 2O 3、Ga 2O 3、Cr 2O 3、Fe 2O 3、In 2O 3、Rh 2O 3、V 2O 3、Ti 2O 3、Ir 2O 3等。緩衝層之厚度較佳為0.1μm～2μm。
(半導體裝置之構成例) 圖3中顯示使用本發明之結晶性氧化物膜的半導體裝置100之合適例。圖3之例中，在基板101上形成結晶性氧化物膜103，而形成積層構造體110。結晶性氧化物膜103係從基板101側起依序層合絕緣性薄膜103a與導電性薄膜103b而構成。在導電性薄膜103b上之表面103c，形成閘極絕緣膜105。在閘極絕緣膜105上形成閘極電極107。又，在導電性薄膜103b上的表面103c，以夾著閘極電極107之方式，形成源極/汲極電極109。若根據如此的構成，則藉由施加於閘極電極107的閘極電壓，可控制在導電性薄膜103b所形成空乏層，電晶體動作(FET裝置)變可能。作為使用本發明之積層構造體所形成的半導體裝置，可舉出MIS或HEMT、IGBT等之電晶體或TFT、利用半導體-金屬接合的肖特基屏障二極體、與其他P層組合成的PN或PIN二極體、受光發光元件。本發明之積層構造體係有用於該等裝置之特性提升。
以下，說明霧化CVD法所致的本發明之結晶性氧化物膜的成膜裝置與成膜方法。此處，本發明所言的霧氣，係指分散於氣體中的液體之微粒子的總稱，包含被稱為霧、液滴等者。
(成膜裝置) 圖4中顯示藉由霧化CVD法進行成膜的成膜裝置201之概略。成膜裝置201至少具有：將原料溶液204a霧化而產生霧氣之霧化部220、供給搬送霧氣的載體氣體之載體氣體供給部230、連接霧化部220與成膜室207且藉由載體氣體搬送霧氣之供給管209、熱處理前述霧氣且在基板210上進行成膜之成膜室207，以及將從供給管209與載體氣體一起供給的霧氣噴出至基板上的噴嘴250。又，亦可設置用於將所供給的霧氣在基板上整流之頂板等。
(霧化部) 於霧化部220中，將原料溶液204a霧化而產生霧氣。霧化手段若只要能使原料溶液204a霧化，則不特別限定，可為眾所周知的霧化手段，但較佳為使用超音波振動所致的霧化手段。此係因為可更穩定地霧化之故。
圖5中顯示如此的霧化部220之一例。霧化部220可包含收容原料溶液204a的霧氣產生源204、裝有能傳達超音波振動的介質例如水205a的容器205及安裝於容器205之底面的超音波振動子206。詳細而言，由收容有原料溶液204a的容器所成之霧氣產生源204，係可使用支撐體(未圖示)而收納在收容有水205a的容器205內。在容器205之底部，可具備超音波振動子206，也可連接超音波振動子206與振盪器216。而且，可構成為如以下：若起動振盪器216，則超音波振動子206振動，超音波透過水205a而傳播至霧氣產生源204內，原料溶液204a進行霧化。
(原料溶液) 原料溶液204a若能霧化，則溶液所含有的材料係不特別限定，可為無機材料，也可為有機材料。作為材料，可適宜使用金屬或金屬化合物，可使用例如包含由鎵、鐵、銦、鋁、釩、鈦、鉻、銠、鎳及鈷選出的1種或2種以上之金屬者。作為如以上的原料溶液，可適宜地使用將金屬以錯合物或鹽之形態，溶解或分散於有機溶液或水者。作為鹽之形態，可舉出例如如氯化金屬鹽、溴化金屬鹽、碘化金屬鹽之鹵化鹽等。又，亦可使用將上述金屬溶解於氫溴酸、鹽酸、氫碘酸等者作為鹽的溶液。作為錯合物之形態，可舉出例如乙醯丙酮化物錯合物、羰基錯合物、胺錯合物、氫化物錯合物等。藉由在前述鹽的溶液中混合乙醯丙酮，亦可形成乙醯丙酮化物錯合物。原料溶液204a中的金屬濃度係不特別限定，可設為0.005～1mol/L等。混合、溶解時之溫度較佳為20℃以上。
也可在原料溶液中混合氫鹵酸或氧化劑等之添加劑。作為氫鹵酸，可舉出例如氫溴酸、鹽酸、氫碘酸等，其中較佳為氫溴酸或氫碘酸。作為氧化劑，可舉出例如過氧化氫(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等之過氧化物、次氯酸(HClO)、過氯酸、硝酸、臭氧水、過乙酸或硝基苯等之有機過氧化物等。
於原料溶液中，也可包含摻雜物。摻雜物係不特別限定。可舉出例如錫、鍺、矽、鈦、鋯、釩或鈮等之n型摻雜物，或者銅、銀、錫、銥、銠或鎂等之p型摻雜物等。
(載體氣體供給部) 如圖4所示，載體氣體供給部230具有供給載體氣體的載體氣體源202a。此時，也可具備用於調節從載體氣體源202a送出的載體氣體之流量的流量調節閥203a。又，視需要亦可具備供給稀釋用載體氣體的稀釋用載體氣體源202b或用於調節從稀釋用載體氣體源202b送出的稀釋用載體氣體之流量的流量調節閥203b。尚且，本發明中，將載體氣體流量與稀釋用載體氣體流量之和稱為總載體氣體流量。
載體氣體之種類係不特別限定，可按照成膜物來適宜選擇。可舉出例如氧、臭氧、氮或氬等之惰性氣體，或者氫氣或組成氣體(forming gas)等之還原氣體等。又，載體氣體之種類可為1種類，也可為2種類以上。例如，作為第2載體氣體，可進一步使用將與第1載體氣體相同的氣體以其以外的氣體稀釋(例如稀釋至10倍)之稀釋氣體等，也可使用空氣。總載體氣體之流量係不特別限定。例如，在直徑2吋(約50mm)的基板上進行成膜時，總載體氣體之流量較佳設為0.05～50L/分鐘，更佳設為5～20L/分鐘。
(供給管) 成膜裝置201具有連接霧化部220與成膜室207之供給管209。此時，霧氣係從霧化部220的霧氣產生源204通過供給管209，藉由載體氣體搬送，供給至成膜室207內。供給管209可使用例如石英管或玻璃管、樹脂製的管等。
(成膜室) 作為本發明之成膜裝置所具備的成膜部，可舉出例如成膜室207。於成膜室207內設置基板210，可具備用於加熱該基板210的加熱器208。加熱器208係如圖4所示，可設於成膜室207之外部，也可設於成膜室207之內部。從供給管209供給的霧氣係通過成膜室207內的配管，從噴嘴250朝向基板210與載體氣體一起被噴出。
本發明中的成膜裝置具有噴嘴250與前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位，該噴嘴250至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口。圖1、2中顯示具有相對的氣體入口之噴嘴的一例。
一般而言，噴嘴具有氣體入口與氣體出口，該等係空間上連續。於本申請案中，噴嘴250係可藉由設有開口的隔壁等，被分成包含氣體入口502的空間與包含氣體出口501的空間。此時，前述開口面積若為前述隔壁面積的50%以下，則可將包含氣體入口502的空間設為氣體混合部500，將包含氣體出口501的空間設為氣體吐出部。圖6中顯示噴嘴內的開口部510之面積為隔壁的面積(亦包含開口部)的50%以下之一例。氣體混合部500係達成使從氣體入口502進入的氣體滯留，進行攪拌，送至氣體吐出部之作用。
另一方面，前述開口面積超過前述隔壁面積的50%或者無隔壁時，將噴嘴250全體視為氣體混合部500。圖7中顯示開口面積超過50%的一例，圖8中顯示無隔壁的情況之例。本發明中，圖7、圖8皆將噴嘴250全體視為氣體混合部500。
氣體出口501之形狀係不限定，可為如圖之狹縫狀、四角形，也可為圓形。本發明中，氣體入口502為2個以上，且彼此相對。通常將配管連接到氣體入口為止。若從到2個氣體入口為止的配管的中心(不是圓形的情況為重心)所延伸的法線大致一致，則可以說前述噴嘴的氣體入口係相對。
前述配管之內徑一般為10～80mm，但不限定於其。本發明中，具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位。例如，若配管之內徑為10mm，則可將1～9mm左右的開口之孔口設置於配管內，也可使用異形漸縮管等來縮小配管的內徑。氣體入口附近係指距氣體入口大概0～10cm之部分。前述配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位係設置在各氣體入口附近。
藉由減小配管之內徑而增加氣體之線速，再者因氣體入口502相對而可使霧氣均勻地分散在噴嘴內。結果，從噴嘴(氣體出口501)噴出的霧氣密度亦變均勻，所得之膜厚亦變均勻。又，前述噴嘴內的氣體混合部500之體積V(cm 3)較佳為V＞250。藉此，可使霧氣更均勻地分散於噴嘴內，所得之膜厚亦變均勻。
相對的氣體入口間之距離係不特別限定，但若太近則霧氣的分散變不良，膜厚分布變差。因此，較佳為與基板的直徑相同程度或其以上。
於成膜室207中，在不影響霧氣對基板210之供給的位置，亦可設置排氣的排氣口212。又，可將基板210設置於成膜室207之上面等，使面朝下，也可將基板210設置於成膜室207之底面，使面朝上。
基板載置部或噴嘴係與搬送機構連接，設為可進行往復運動或旋轉運動等移動。於成膜中進行該等之移動操作，藉此所得之膜的均勻性進一步提升。
前述噴嘴250之材質較佳為耐熱性以及物理強度高者。具體而言，可舉出金屬或陶瓷。更具體而言，可適宜使用鐵、鋁、鈦、鎂、鎳、銅，以及該等之合金、氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、碳化矽、氮化矽，及該等之固溶體等。又，相較於外表面，噴嘴250之內部係溫度比較低，因此從耐蝕性的觀點來看，在噴嘴250的內部之至少一部分內襯或塗覆樹脂或陶瓷亦無妨。具體而言，可適宜使用聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、胺基甲酸酯樹脂、氟樹脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、尼龍、縮醛樹脂、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚烯烴、聚苯硫醚、聚碸、聚醚碸、聚芳酯、聚醚醚酮、丙烯酸橡膠、異戊二烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠、乙烯丙烯橡膠、乙烯乙酸乙烯酯橡膠、氯丁二烯橡膠、苯乙烯橡膠、腈橡膠、氟橡膠、丁二烯橡膠、丁基橡膠、氧化鋁、氮化鋁、氧化矽、氮化矽及碳化矽中的任一者。
又，噴嘴之形狀係不限定於如圖1、圖2所示的長方體，採用圓筒狀或錐體狀、該等的混合形等複雜的形狀無妨。如上述，若包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口，則噴嘴的形狀係不限定。
(成膜方法) 霧化CVD法包含：於霧化部中，將包含鎵的原料溶液進行霧化而產生霧氣之霧氣產生步驟；將用於搬送前述霧氣的載體氣體供給至前述霧化部之載體氣體供給步驟；通過連接前述霧化部與成膜室的供給管，藉由前述載體氣體前述霧氣從前述霧化部搬送至前述成膜室之搬送步驟，及熱處理前述經搬送的霧氣而在基底基板上進行成膜之成膜步驟。
將如上述所製作的原料溶液204a收容於霧氣產生源204內，將基板210載置成膜室207內，起動加熱器208。接下來，打開流量調節閥203a、203b，從載體氣體源202a、202b將載體氣體供給至成膜室207內，以載體氣體充分置換成膜室207的氣氛後，分別調節載體氣體的流量與稀釋用載體氣體的流量。
接下來，作為霧氣產生步驟 使超音波振動子206振動，藉由使該振動通過水205a傳播至原料溶液204a，而將原料溶液204a霧化，產生霧氣。
接著，作為載體氣體供給步驟，將用於搬送霧氣的載體氣體供給至霧化部220。
接著，作為搬送步驟，通過連接霧化部220與成膜室207之供給管209，藉由載體氣體從霧化部220將霧氣搬送到成膜室207內的噴嘴。
接著，作為成膜步驟，使被搬送到噴嘴的霧氣噴出至基板，進行加熱而發生熱反應，在基板210之表面進行成膜。本發明中，將噴嘴內的氣體混合部500之體積作為V(cm 3)時，前述氣體入口502之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)為L≧0.8V-200。藉由氣體入口502相對及霧氣之線速大，可使霧氣均勻地分散於噴嘴250內。結果，從噴嘴噴出的霧氣密度亦變均勻，所得之膜厚亦變均勻。作為線速L之上限值，並無特別的限定，但可設為例如3,000cm/秒以下。又，前述噴嘴內的氣體混合部500之體積V(cm 3)較佳為V＞250。藉此，可使霧氣更均勻地分散於噴嘴內，所得之膜厚亦變均勻。若V顯著變大，則由於需要的線速亦變大，必須減小配管之內徑，但若過小則發生霧氣碰撞孔口或配管壁等而消失等，導致成膜速度降低，因此V較佳為2000以下。
尚且，線速L係將配管的內徑之最窄部位的配管剖面積設為S(cm 2)，將在其中流動的氣體流量設為Q(L/分鐘)時，可以L=Q/S×1000/60得到。氣體流量Q可設為標準狀態(0℃、1大氣壓)下之值。若2個氣體入口502兩者之配管形狀大致相同，則1個氣體入口502之氣體流量Q係被推定為總載體氣體流量之1/2。即使配管形狀不同時，也可以一般的方法計算壓力損失，藉此推定各入口的流量，可將所得之推定值作為在前述配管流動的總載體氣體流量。
基板或噴嘴係與搬送機構連接等，可往復運動或旋轉運動等移動。藉由進行該等之移動操作，所得之膜的均勻性進一步提升。
霧氣之熱反應必須藉由加熱進行霧氣所含有的鎵等之反應，但於霧化CVD法中，與其他CVD法不同，有必須使原料以霧狀的液體狀態到達基板表面。因此，基板表面之溫度係大幅降低。因此，反應時的基板表面之溫度係與裝置的設定溫度不同。較佳反應時亦測定、控制基板表面之溫度，但此為困難時，可僅導入載體氣體，或導入不含溶質的水霧等，模擬製作反應的樣子，測定溫度而代用。
再者，熱反應亦依賴於基板周圍的環境溫度。因此，噴嘴或成膜室的內壁溫度宜比室溫高。此係因為上述熱反應穩定之故。例如，噴嘴溫度可設為50～250℃。
尚且，熱反應可在真空下、非氧環境下、還原氣體環境下、空氣環境下及氧環境下之任一環境下進行，若按照成膜物來適宜設定即可。又，反應壓力可在大氣壓下、加壓下或減壓下之任一條件下進行，若大氣壓下的成膜，則可簡化裝置構成而較宜。
(緩衝層之形成) 如上述，也可在基板與結晶性氧化物膜之間適宜地設置緩衝層。緩衝層之形成方法係不特別限定，可藉由濺鍍法、蒸鍍法等眾所周知的方法來成膜，但使用如上述的霧化CVD法時，只要適宜變更原料溶液就可形成而簡便。具體而言，可將由鋁、鎵、鉻、鐵、銦、銠、釩、鈦及銥選出1種或2種以上的金屬以錯合物或鹽的形態溶解或分散於水中者適宜地使用作為原料水溶液。作為錯合物的形態，可舉出例如乙醯丙酮化物錯合物、羰基錯合物、胺錯合物、氫化物錯合物等。作為鹽的形態，可舉出例如氯化金屬鹽、溴化金屬鹽、碘化金屬鹽等。又，將上述金屬溶解於氫溴酸、鹽酸、氫碘酸等中者亦可作為鹽的水溶液使用。此時，溶質濃度亦較佳為0.005～1mol/L，溶解溫度也較佳設為20℃以上。關於其他條件，也可設為與上述同樣，而形成緩衝層。使緩衝層成膜為特定的厚度後，藉由上述方法進行結晶性氧化物膜之成膜。
作為緩衝層形成方法之特殊情況，有使用與結晶性氧化物膜相同的材料之情況。此時，可使緩衝層的成膜溫度高於結晶性氧化物膜的成膜溫度。例如，可將緩衝層的成膜溫度設為450℃，將結晶性氧化物膜的成膜溫度設為400℃，也可將緩衝層設為500℃，將結晶性氧化物膜設為450℃等。藉由如此地作，結晶性氧化物膜的結晶性進一步提升。
(熱處理) 又，可將本發明之積層構造體在200～600℃下進行熱處理。藉此，可進一步去除膜中的未反應物種等，得到高品質的積層構造體。熱處理可在空氣中、氧環境中進行，在氮或氬等之惰性氣體環境下進行亦無妨。熱處理時間係可適宜決定，但可設為例如5～240分鐘。
(剝離) 於本發明之積層構造體中，可將結晶性氧化物膜從基底基板剝離。剝離手段係不特別限定，可為眾所周知的手段。作為剝離手段之方法，可舉出例如給予機械衝擊而剝離的手段、加熱而利用熱應力來剝離的手段、施加超聲波等之振動而剝離的手段、蝕刻而剝離的手段等。藉由如此的剝離，可得到結晶性氧化物膜作為自支撐膜。 [實施例]
以下，使用實施例及比較例來具體地說明本發明，惟本發明不限定於此等。
[實施例1] V=290、有孔口 於本實施例中，使用圖4所示的成膜裝置201。成膜裝置201具備：供給載體氣體的載體氣體源202a、用於調節從載體氣體源202a送出的載體氣體之流量的流量調節閥203a、供給稀釋用載體氣體的稀釋用載體氣體源202b、用於調節從稀釋用載體氣體源202b送出的稀釋用載體氣體之流量的流量調節閥203b、收容原料溶液204a的霧氣產生源204、收容有水205a的容器205、安裝於容器205之底面的超音波振動子206、具備加熱器208的成膜室207及從霧氣產生源204連接到成膜室207為止的石英製供給管209。 於成膜室207內，具有氣體入口相對的噴嘴250，前述供給管209係以內徑20mm的配管延伸、連接到前述噴嘴為止。再者，於距氣體入口2cm的配管內設置開口徑7mm的孔口。由於噴嘴內的氣體混合部500之體積為290cm 3，故0.8V-200成為32cm/秒。
(氧化鎵膜之成膜) 接著，進行氧化鎵膜之成膜。作為基板210，準備4吋(100mm)的c面藍寶石基板。將該基板載置於成膜室207內，將加熱器208設定在450℃，進行升溫，放置30分鐘，使包含噴嘴的成膜室內之溫度穩定化。 原料溶液204a係使用超純水作為溶劑，使用溴化鎵作為溶質。原料溶液中的鎵濃度係設為0.1mol/L。將該原料溶液204a收容於霧氣產生源204內。接著，打開流量調節閥203a、203b而將載體氣體從載體氣體源202a、202b供給至成膜室207內，以載體氣體充分地置換成膜室207之環境後，分別將載體氣體的流量調節成4L/分鐘，將稀釋用載體氣體的流量調節成6L/分鐘。因此，總載體氣體流量成為10L/分鐘，孔口通過時之線速為217cm/秒。作為載體氣體，使用氮。 接下來，使超音波振動子206以2.4MHz振動，使該振動通過水205a傳播至原料溶液204a，藉此將原料溶液204a霧化，生成霧氣。藉由載體氣體將該霧氣經過供給管209導入至成膜室207內，在基板210上使霧氣熱反應，而在基板210上形成氧化鎵的薄膜。成膜時間係設為30分鐘。
(評價) 對於在基板210上所形成的薄膜，藉由X線繞射，確認形成有α-Ga 2O 3。測定α-Ga 2O 3的(006)面之搖擺曲線，結果半值寬為6秒而結晶性極為良好。尚且，於搖擺曲線測定時，使用組合有2個通道截止(channel-cut)結晶的4結晶單色器藉此提高X射線的單色性，以更高精度進行測定。接下來，對於膜厚，以FILMETRICS公司的反射分光式膜厚計F50測定25點，結果平均膜厚為583nm。再者，以((最大膜厚-最小膜厚)/(最大膜厚+最小膜厚))×100(%)求出的膜厚偏差為3.8%為良好。
[比較例1] V=290、無孔口 除了於實施例1中，在配管內不設孔口以外，以與實施例1相同的條件、方法進行成膜、評價。噴嘴入口之線速成為27cm/秒。結果，平均膜厚惡化為611nm，膜厚偏差惡化為13.6%。
[實施例2] V=380、有孔口 除了於實施例1中，使用噴嘴內氣體混合部之體積為380cm 3的噴嘴以外，以與實施例1相同的條件、方法進行成膜、評價。如同實施例1，孔口通過時之線速為217cm/秒。0.8V-200成為104cm/秒。結果，平均膜厚為574nm，膜厚偏差為2.9%為良好。
[實施例3] V=700、有孔口 於實施例1中，使用噴嘴內空間之體積為700cm 3的噴嘴，將載體氣體流量設為11L/分鐘，將稀釋用載體氣體流量設為7L/分鐘。其以外係以與實施例1相同的條件、方法進行成膜、評價。噴嘴入口之線速成為390cm/秒，0.8V-200成為360cm/秒。結果，平均膜厚為1134nm，膜厚偏差為3.2%為良好。
[比較例2] V=700、無孔口 除了於實施例3，在配管內不設孔口以外，以與實施例3相同的條件、方法進行成膜、評價。噴嘴入口之線速成為48cm/秒。結果，平均膜厚惡化為1180nm，膜厚偏差惡化為12.5%。
本說明書包含以下之態樣。 [1]：一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵為： 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。 [2]：如上述[1]之成膜方法，其中作為前述基板，使用直徑為100mm～200mm者。 [3]：如上述[1]或上述[2]之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。 [4]：如上述[1]、上述[2]或上述[3]之成膜方法，其中作為前述氣體混合部，使用體積V(cm 3)為V＞250者。 [5]：一種成膜裝置，其特徵係具有產生霧氣的霧氣化部、成膜結晶性氧化物膜的成膜部與將前述霧氣供給至前述成膜部的噴嘴， 前述噴嘴至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口， 且為以配管連接前述霧氣化部與前述氣體混合部的前述氣體入口，再者具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位者。 [6]：如上述[5]之成膜裝置，其中將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，V＞250。 [7]：一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵係： 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 在前述氣體入口附近使前述霧氣之線速增加。 [8]：如上述[7]之成膜方法，其中將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。 [9]：如上述[8]之成膜方法，其中作為前述氣體混合部，使用體積V(cm 3)為V＞250者。 [10]：如上述[7]、上述[8]或上述[9]之成膜方法，其中作為前述基板，使用直徑為100mm～200mm者。 [11]：如上述[7]、上述[8]、上述[9]或上述[10]之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
尚且，本發明係不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，具有與本發明之申請專利範圍中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，無論為何皆被包含於本發明之技術範圍內。
100:半導體裝置 101:基板 103:結晶性氧化物膜 103a:絕緣性薄膜 103b:導電性薄膜 103c:表面 105:閘極絕緣膜 107:閘極電極 109:源極/汲極電極 110:積層構造體 201:成膜裝置 202a,202b:載體氣體源 203a,203b:流量調節閥 204:霧氣產生源 204a:原料溶液 205:容器 205a:水 206:超音波振動子 207:成膜室 208:加熱器 209:供給管 210:基板 212:排氣口 216:振盪器 220:霧化部 230:載體氣體供給部 250:噴嘴 500:氣體混合部 501:氣體出口 502:氣體入口 510:開口部
[圖1]為說明可用於本發明之噴嘴的一例之圖。 [圖2]為說明可用於本發明之噴嘴的另一例之圖。 [圖3]為顯示用於本發明之積層構造體的半導體裝置的一例之概略構成圖。 [圖4]為顯示應用於本發明之積層構造體的成膜之成膜裝置(霧化CVD裝置)的一例之概略構成圖。 [圖5]為說明本發明所用之霧化部的一例之圖。 [圖6]為說明可用於本發明之噴嘴的噴嘴內之開口部的面積為隔壁的面積之50%以下的一例之圖。 [圖7]為說明可用於本發明之噴嘴的噴嘴內之開口部的面積超過隔壁的面積之50%的一例之圖。 [圖8]為說明可用於本發明之噴嘴的噴嘴的噴嘴內沒有隔壁的一例之圖。
250:噴嘴
500:氣體混合部
501:氣體出口
502:氣體入口

Claims (13)

  1. 一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵係： 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。
  2. 如請求項1之成膜方法，其中作為前述基板，使用直徑為100mm～200mm者。
  3. 如請求項1之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
  4. 如請求項2之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
  5. 如請求項1～4中任一項之成膜方法，其中作為前述氣體混合部，使用體積V(cm 3)為V＞250者。
  6. 一種成膜裝置，其特徵係具有產生霧氣的霧化部、成膜結晶性氧化物膜的成膜部與將前述霧氣供給至前述成膜部的噴嘴， 前述噴嘴至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口， 且為以配管連接前述霧化部與前述氣體混合部的前述氣體入口，再者具有前述氣體入口附近的配管之內徑比其上游的配管之內徑小的部位者。
  7. 如請求項6之成膜裝置，其中將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，V＞250。
  8. 一種成膜方法，其為從噴嘴使霧氣噴出至經加熱的基板，藉由霧化CVD法成膜結晶性氧化物膜之成膜方法，其特徵係： 作為前述噴嘴，使用至少包含2個以上相對的氣體入口、具備前述氣體入口的氣體混合部與噴出前述霧氣的氣體出口者， 在前述氣體入口附近使前述霧氣之線速增加。
  9. 如請求項8之成膜方法，其中將前述氣體混合部之體積作為V(cm 3)時，將前述2個以上相對的氣體入口之任1個中的前述霧氣之線速L(cm/秒)設為L≧0.8V-200。
  10. 如請求項9之成膜方法，其中作為前述氣體混合部，使用體積V(cm 3)為V＞250者。
  11. 如請求項8～10中任一項之成膜方法，其中作為前述基板，使用直徑為100mm～200mm者。
  12. 如請求項8～10中任一項之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
  13. 如請求項11之成膜方法，其中將前述結晶性氧化物膜之主成分設為氧化鎵。
TW112121266A 2022-06-08 2023-06-07 成膜方法及成膜裝置 TW202405226A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022093118 2022-06-08
JP2022-093118 2022-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202405226A true TW202405226A (zh) 2024-02-01

Family

ID=89118146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112121266A TW202405226A (zh) 2022-06-08 2023-06-07 成膜方法及成膜裝置

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202405226A (zh)
WO (1) WO2023238587A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077157U (ja) * 1993-06-26 1995-01-31 太陽誘電株式会社 薄膜形成装置
JP7082390B2 (ja) * 2017-08-04 2022-06-08 高知県公立大学法人 深紫外発光素子およびその製造方法
JP7223515B2 (ja) * 2018-06-26 2023-02-16 信越化学工業株式会社 成膜装置及び成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023238587A1 (ja) 2023-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7223515B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP7285889B2 (ja) 酸化ガリウム半導体膜の製造方法及び成膜装置
WO2020129625A1 (ja) 酸化ガリウム膜の製造方法
JP2023015226A (ja) 酸化ガリウム半導体膜及び原料溶液
JP2024023981A (ja) 結晶性酸化物薄膜、積層体及び結晶性酸化物薄膜の製造方法
JP7105703B2 (ja) 酸化物半導体膜、積層体及び酸化物半導体膜の製造方法
TW202405226A (zh) 成膜方法及成膜裝置
CN217948254U (zh) 成膜系统及成膜装置
WO2023047895A1 (ja) 成膜方法、成膜装置及び結晶性酸化物膜
WO2021079571A1 (ja) ガリウム前駆体の製造方法およびこれを用いた積層体の製造方法
JPH05198520A (ja) 薄膜形成装置
WO2024043049A1 (ja) 成膜方法、成膜装置、及びα－Ｇａ２Ｏ３膜
WO2023062889A1 (ja) 成膜装置及び製造方法
JP2021163946A (ja) 結晶膜の製造方法
JP7316451B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP7436333B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
KR20240074787A (ko) 성막 장치 및 제조 방법
WO2022230577A1 (ja) 積層構造体、半導体装置及び積層構造体の製造方法
WO2023079787A1 (ja) 成膜装置及び成膜方法並びに酸化物半導体膜及び積層体
JP2023036791A (ja) 成膜方法
JP2022094781A (ja) 成膜方法
JP2021163947A (ja) 結晶膜の製造方法