氧化鋅膜(ZnO)或氧化鎂鋅膜(ZnMgO)的成膜方法及氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的製作方法

2023-04-23 10:58:36 2

專利名稱：氧化鋅膜(ZnO)或氧化鎂鋅膜(ZnMgO)的成膜方法及氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在基板上形成ZnO膜或ZnMgO膜的成膜方法以及可實施該ZnO膜或 ZnMgO膜的成膜方法的成膜裝置。
背景技術：
在太陽能電池、發光器件、觸控螢幕等領域內，在基板上形成具有透明性的金屬氧化膜。以往，作為將作為該金屬氧化膜的ZnO膜形成在基板上的技術，有專利文獻1和非專利文獻1。專利文獻1的技術中，使用含有0. 5 16%的Gei2O3的ZnO燒結體通過離子電鍍法進行成膜。非專利文獻1的技術中，通過對ZnO燒結體照射KrF雷射的脈衝雷射沉積法在基板上形成ZnO膜。專利文獻1 日本專利特開2007-109406號公報非專利文獻1 日本真空協會雜誌(The Journal of the Vacuum Society of Japan)，第 50 卷(2007)，第 2 號，114-117發明的揭示但是，專利文獻1中，存在成膜裝置複雜且大型化、成本也高的問題。此外，通過專利文獻1的技術形成ZnO膜時，如果膜厚大於400nm，則透射率在80%以下。因為在這樣的膜厚狀態下透射率變差，所以形成較厚的ZnO膜時，不適合採用專利文獻1的技術。非專利文獻1中，與專利文獻1相比，即使是膜厚較大的ZnO膜，透射率也得到了改善。例如，在基板上形成摻雜( 的ZnO膜時，在膜厚為500nm的條件下，該ZnO膜的透射率為81% ；在基板上形成摻雜Al的ZnO膜時，在膜厚為500nm的條件下，該ZnO膜的透射率為92%。但是，非專利文獻1的技術中，與專利文獻1的技術同樣地存在成膜裝置複雜且大型化、成本也高的問題。於是，本發明的目的在於提供透射率高的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法。本發明的目的還在於提供可實施氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法的結構簡單、更好是低成本的成膜裝置。為達到上述目的，本發明之一的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法包括(A)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液霧化的工序；(B)對基板加熱的工序；(C)向所述工序(B)中的所述基板的第一主面上供給所述工序(A)中霧化好的所述溶液和臭氧的工序。本發明之二的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法包括(V)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液霧化的工序；(W)向基板的第一主面上供給所述工序(V)中霧化好的所述溶液及氧或臭氧的工序；(X)對所述氧或所述臭氧照射紫外光的工序。本發明之三的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法包括(V)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液霧化的工序；(W)向基板的第一主面上供給所述工序(V)中霧化好的所述溶液及氧或臭氧的工序；(X)將所述氧或所述臭氧等離子體化的工序。
本發明之四的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置用於實施權利要求1 權利要求15中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法。根據本發明之一，在添加臭氧的同時進行氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜。因此，臭氧及臭氧因熱等而分解生成的活性氧的反應性高，所以會促進溶液中的材料化合物的分解和氧化。藉此，可以在基板上形成透射率高的較厚的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。根據本發明的二及三，向基板供給臭氧(或氧)，對該臭氧(或氧)實施紫外光照射或等離子體化。因此，除上述效果外，還可以促進用於在基板的第一主面上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的反應。此外，也能省去對基板的加熱處理或實現加熱處理中的加熱溫度的抑制。根據本發明之四，實施權利要求1 權利要求15中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法。因此，可提供結構簡單的該成膜裝置。而且，對於可實施權利要求1 或權利要求2所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法的成膜裝置，還可實現裝置整體的低成本化。通過以下的詳細說明和附圖，可使本發明的目的、特徵、形式及優點更明了。附圖的簡單說明

圖1是表示實施方式1的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的結構的圖。圖2是表示在不添加臭氧的成膜條件下製成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的透射率和波長的關係的圖。圖3是表示通過實施方式1的成膜方法製成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的透射率和波長的關係的圖。圖4是表示實施方式2的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的結構的圖。圖5是表示實施方式3的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的結構的圖。圖6是表示實施方式3的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的另一結構例的圖。圖7是表示實施方式4的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的結構的圖。圖8是表示實施方式4的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的另一結構例的圖。實施發明的最佳方式圖1是表示本實施方式的氧化鋅膜(ZnO膜)或氧化鎂鋅膜(ZnMgO膜)的成膜裝置的簡要結構的圖。如圖1所示，實施方式1的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100由反應容器1、 加熱器3、溶液容器5、霧化器6和臭氧發生器7構成。該成膜裝置10可實施噴霧熱解法、高溫溶膠法或霧化沉積法等。即，成膜裝置100 通過向基板2的第一主面上噴霧霧化好的規定溶液，可在該基板2的第一主面上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。在加熱器3上載放有基板2的狀態下，通過反應容器1內的規定的反應在基板2 的第一主面上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。還有，基板2的第二主面載放於加熱器3。由上文可知，本說明書中所述的基板2的第一主面是形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的一側的基板2的主面。與之相對，本說明書中所述的基板2的第二主面是載放於加熱器3的一側的基板2的主面。
這裡，既可以使反應容器1內部達到大氣壓，在該大氣壓下在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜，或者也可以在將反應容器1內部減壓至0. 0001 0. IMPa的範圍內的同時在該減壓環境下在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。作為基板2，可採用太陽能電池、發光器件、受光元件、觸控螢幕、液晶面板等平板顯示器領域內所使用的玻璃基板、樹脂薄膜等柔性基板或塑料基板等。加熱器3是加熱器等，可對載放於該加熱器3的基板2加熱。通過外部控制部，將加熱器3加熱至氧化鋅膜成膜溫度或氧化鎂鋅膜成膜溫度。溶液容器5內填充有用於形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的材料溶液(下稱溶液)4。 該溶液4中包含作為金屬源的鋅(Zn)或者鋅(Zn)和鎂(Mg)。更具體而言，溶液4中包含含有鋅(Zn)和鎂(Mg)中的至少任一種元素的化合物。這裡，該化合物是醇鹽化合物、二酮化合物、羧酸鹽化合物、商素化合物、烷基化合物和環戊二烯基化合物中的至少任一種。溶液4內可以不含後述的摻雜劑源。但是，較好是溶液4中至少含有作為摻雜劑源的硼(B)、氮(N)、氟(F)、鋁(Al)、磷(P)、氯(Cl)、鎵(Ga)、砷(As)、鈮(Nb)、銦(In)和銻 (Sb)中的任一種。作為上述溶液4的溶劑，可採用水、乙醇或甲醇等醇、這些液體的混合液等。作為霧化器6，可採用例如超聲波霧化裝置。該超聲波霧化裝置、即霧化器6通過對溶液容器5內的溶液4施加超聲波，從而使溶液容器5內的溶液4霧化。霧化好的溶液 4經過通路Ll向反應容器1內的基板2的第一主面供給。臭氧發生器7可產生臭氧。通過臭氧發生器7生成的臭氧經過與通路Ll不同的通路L2向反應容器1內的基板2的第一主面供給。臭氧發生器7中，例如通過向平行配置的平行電極間施加高電壓，向該電極間通入氧來使氧分子分解而與其它氧分子結合，從而
產生臭氧。如果向反應容器1內供給臭氧和霧狀的溶液4，則在加熱中的基板2上，該臭氧和溶液4反應，在基板2的第一主面上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。未在反應容器1中反應的臭氧和溶液4經過通路L3持續地(連續地)向反應容器1外排出。接著，對本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法進行說明。在溶液容器5內，通過霧化器6將溶液4霧化。霧化好的溶液4經過通路Ll向反應容器1供給。這裡，溶液4含有鋅或者鋅和鎂作為金屬源。另一方面，通過臭氧發生器7 生成臭氧。所生成的臭氧經過通路L2向反應容器1供給。另一方面，通過加熱器3將載放於該加熱器3上的基板2加熱至氧化鋅膜成膜溫度或氧化鎂鋅膜成膜溫度，將基板2的溫度保持在該各成膜溫度。臭氧在200°C左右開始分解(即，通過200°C的加熱溫度，開始由臭氧生成氧自由基)。因此，即使對基板2的加熱溫度在200°C左右，也能在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。一般來說，臭氧在350°C下在3秒鐘內有90%分解，在500°C下在0. 5 0. 6秒左右的時間內幾乎100%分解。因此，欲加快金屬氧化膜的成膜速度的情況下，可以提高基板 2的加熱溫度。向上述加熱狀態的基板2的第一主面供給臭氧和霧狀的溶液4。如果臭氧和霧狀的溶液4與加熱狀態的基板2接觸，則臭氧發生熱分解，生成氧自由基，通過該氧自由基來促進溶液4的分解，從而在基板2的第一主面上形成規定的金屬氧化膜。具體而言，溶液4僅含有鋅作為金屬源的情況下，在基板2的第一主面上形成氧化鋅膜。另一方面，溶液4含有鋅和鎂作為金屬源的情況下，在基板2的第一主面上形成氧化鎂鋅膜。這裡，該成膜工序也可以是如下工序向配置在大氣壓下的基板2供給溶液4和臭氧，從而在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。與之相對，也可以是如下工序成膜裝置100另外還包括可使反應容器1內部減壓的真空泵(未圖示)，向配置在減壓(例如 0. 0001 0. IMPa)環境下的基板2供給溶液4和臭氧，從而在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。如上所述，本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法中，使溶解有作為金屬源的鋅或者鋅和鎂的溶液4霧化。例如，溶液4中包含含有鋅和鎂中的任意元素的化合物，該化合物是醇鹽化合物、β - 二酮化合物、羧酸鹽化合物、商素化合物、烷基化合物和環戊二烯基化合物中的至少任一種。然後，在含臭氧的氣氛中的反應容器1中使霧狀的溶液 4與經加熱的基板2接觸。因此，臭氧及臭氧因熱等而分解生成的活性氧的反應性高，所以會促進溶液4中的材料化合物的分解和氧化。藉此，可以在基板2上形成透射率高的較厚的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。根據圖2和圖3的比較，該提高透射率的效果是很明顯的。圖2和圖3是表示所形成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的透射率和光的波長的關係的實驗結果。圖2所示的實驗中製成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜條件和圖2所示的實驗中製成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜條件僅在有無供給臭氧這一點上有所不同。圖2所示的實驗中所用的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜是在無臭氧的成膜條件下形成的膜。圖3所示的實驗中所用的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜是在有臭氧的成膜條件下形成的膜。即，圖3所示的實驗中所用的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜是通過本實施方式的成膜方法形成的膜。圖2、圖3中，「Mg/Si = 0」的數據是關於氧化鋅膜的數據。另一方面，「Mg/Si = 0.5」的數據和「Mg/Zn= 1」的數據是關於氧化鎂鋅膜的數據。這裡，「Mg/Zn」表示溶液4 中的鋅含量和鎂含量的比例。圖2、圖3中，橫軸是光的波長(nm)，縱軸是所形成的膜的透射率(% )o由圖2和圖3的比較可知，添加臭氧來形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的情況下，該氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的透射率更高。如圖3所示，在波長為350nm 1500nm的範圍內，透射率幾乎恆定地保持在較高的值(該波長範圍內的透射率在90%以上)。例如，在添加臭氧的條件下製成的膜厚350nm的氧化鋅膜在300 1500nm的波長範圍內的平均透射率為91%。此外，在添加臭氧的條件下製成的膜厚500nm的氧化鎂鋅膜 (Mg/Zn = 0.幻在300 1500nm的波長範圍內的平均透射率為94. 5%。另外，在添加臭氧的條件下製成的膜厚680nm的氧化鎂鋅膜(Mg/Si = 1)在300 1500nm的波長範圍內的平均透射率為91.2%。在不添加臭氧的條件下製成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜在300 1500nm的波長範圍內的平均透射率根據膜厚而不同，大約在70 %左右。此外，由上文可知，本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法中使用了臭氧，而溶液4中無需使用酸或鹼。因此，也能實現對酸或鹼的耐受性弱的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜。
圖1所示的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100僅包括臭氧發生器7、霧化器6 和加熱器3等結構簡易且小型的部件。因此，可實現該成膜裝置100整體的小型化，能夠以低成本提供該成膜裝置100。在溶液4中包含有鋅或者鋅和鎂的狀態下，可以使該溶液4中至少包含作為摻雜劑的硼、氮、氟、鋁、磷、氯、鎵、砷、鈮、銦和銻中的任一種。通過含有該摻雜劑，所形成的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的分子結構中產生電子過剩狀態或電子不足狀態，可生成載流子，可進一步降低透明導電膜的電阻。如上所述，也可以使反應容器1內部達到大氣壓，在該大氣壓下在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。藉此，因為可省去真空裝置等結構等，所以可實現成膜裝置100的進一步的成本削減。與之相對，如上所述，也可以包括可使反應容器1內部減壓的真空泵。另外，也可以在將反應容器1內部減壓至0. 0001 0. IMPa的範圍內的同時於該減壓環境下在基板2 上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。藉此，雖然成膜裝置100的成本升高，但與在大氣壓下形成的膜相比，能在基板2 上形成更優質的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。由圖1的結構可知，溶液4和臭氧經過不同的通路向基板2供給。圖1的結構中， 溶液4經過通路Ll向反應容器1內的基板2供給。另一方面，臭氧經過通路L2向反應容器1內的基板2供給。由此，通過經過不同的通路L1、L2向基板2供給溶液4和臭氧，可將臭氧和溶液4 相互混合的位置僅限定於反應容器1 (基板2的配置區域)。即，可防止溶液4和臭氧在供給過程的通路中相互混合。因此，可使溶液4和臭氧的反應僅在基板2的配置區域進行，可提高該基板2上的反應效率。此外，由於溶液4和臭氧在供給過程中相互混合，溶液4和臭氧有時會在到達基板前發生反應而生成在氣相中不需要的反應產物。該不需要的反應產物的生成是阻礙基板表面上的膜生長(因不需要的反應產物的沉積而導致的膜質量的下降、 成膜速度的下降)的原因。因此，通過經過不同的通路L1、L2向基板2供給溶液4和臭氧， 也能抑制該不需要的反應產物的生成。成膜裝置100還可以包括進行下述控制的控制部(省略圖示)。該控制部進行如下控制將霧化好的溶液4和臭氧同時或在規定的時刻分別向反應容器1內的基板2供給。通過將霧化好的溶液4和臭氧同時向反應容器1內的基板2供給，可充分利用反應容器1內的臭氧反應性(氧化能力)。另一方面，通過將霧化好的溶液4和臭氧交替地或以規定的順序向反應容器1內的基板2供給，可抑制臭氧和霧化好的溶液4不在基板2上、而是在反應容器1的氣相內反應的情況。藉此，可抑制在基板2上形成結晶性差的粉狀生成物的情況。通過將霧化好的溶液4和臭氧交替地或以規定的順序向反應容器1內的基板2供給，無法充分利用反應容器1內的臭氧反應性(氧化能力)。但是，通過在加熱基板2的同時供給臭氧，所形成的金屬氧化膜的特性提高(例如結晶性的提高、根據遷移率和載流子濃度的情況而產生的電阻的提高等)。
圖4是表示本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的簡要結構的圖。如圖4所示，實施方式2的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置200在實施方式1的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100的基礎上另外還追加有溶液容器9及其霧化器10。溶液容器9內填充有與填充於溶液容器5的溶液4不同種類的溶液8。如圖4所示，霧化器10配置於溶液容器9，使溶液容器9內的溶液8成為霧狀。這裡，霧狀的溶液8 經由與通路Ll和通路L2不同的其它通路L4向反應容器1內的基板2上噴霧。除該另行追加的結構以外，成膜裝置200的結構與成膜裝置100相同，對該相同的結構標以相同的符號。相同的結構及該結構的動作的說明參見實施方式1。成膜裝置200使溶液4霧化，並且使與該溶液4不同種類的溶液8霧化。成膜裝置200還包括省略圖示的控制部，與該控制部的控制相對應地，溶液4和8以下述方式向基板2供給。S卩，可以與該控制部的控制相對應地將霧化好的不同的溶液4和8同時向基板2 供給。此外，也可以與該控制部的控制相對應地將霧化好的不同的溶液4和8以規定的順序向基板2供給(在供給霧化好的溶液4後供給霧化好的溶液8，然後結束該溶液4和8的供給；或者在供給霧化好的溶液8後供給霧化好的溶液4，然後結束該溶液4和8的供給)。 此外，也可以與該控制部的控制相對應地將霧化好的不同的溶液4和8交替地反覆向基板 2供給(例如供給溶液4 —供給溶液8—供給溶液4 —供給溶液8—結束溶液4和8的供給)。通過採用本實施方式的成膜裝置200，可在基板2上形成呈包括氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的多層結構的多種金屬氧化膜。此外，可選擇適合於各材料的溶劑。例如，作為金屬源的乙酸鋅易溶於水和乙醇，而作為摻雜劑源的乙醯丙酮鋁在水和乙醇中的溶解性低。因此，在與乙酸鋅相同的溶劑中，有時無法隨意地進行濃度設定。但是，通過將溶液容器分開， 可以另行使用乙醯丙酮鋁容易溶解的溶劑(例如乙醯丙酮)。圖4的結構中，僅準備了兩個溶液容器5和9，各溶液容器5和9中收納有不同的溶液4和8，各溶液4和8通過各霧化器6和10被霧化。但是，也可以採用溶液容器的數量在3個以上，各溶液容器中收納有不同的溶液， 各溶液通過配置於各溶液容器的各霧化器被霧化的結構。該溶液容器在3個以上的結構的情況下，也可以與未圖示的控制部的控制相對應地將霧化好的不同的溶液同時向基板2供給。還可以與該控制部的控制相對應地將霧化好的不同的溶液以規定的順序分別向基板2供給。該溶液容器在3個以上的結構的情況下， 霧化好的各溶液較好是經過不同的通路從溶液容器向反應容器1內的基板2供給。供給2種以上的溶液的結構的情況下，向配置於反應容器1內的基板2供給2種以上的溶液和臭氧。此時，也可以與未圖示的控制部的控制相對應地持續供給臭氧，另一方面以規定的順序分別供給不同的溶液。還可以與未圖示的控制部的控制相對應地以規定的順序分別供給不同的溶液，在每次切換該溶液的供給時暫時中止溶液的供給而供給臭氧(例如供給第一溶液一供給臭氧一供給第二溶液一供給臭氧一供給第三溶液一供給臭氧)。這裡，各供給方式中都較好是將各溶液和臭氧經過不同的通路從溶液容器或臭氧發生器7向反應容器1內的基板2供給。
這裡，供給2種溶液和臭氧時，如實施方式1所述，配置有基板2的反應容器1內既可以是大氣壓，也可以是減壓環境。圖5是表示本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的簡要結構的圖。如圖5所示，實施方式3的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置300在實施方式1 的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100的基礎上另外還追加有紫外光發生器11和紫外光透射窗12。紫外光發生器11是產生紫外光(波長10nm 400nm左右)的部分。作為產生紫外光的紫外光發生器11，有汞燈、準分子燈。由低壓汞燈產生254nm、185nm波長的紫外光。另一方面，以氙、氪、氬為冷氣介質的情況下，由準分子燈分別產生172nm、146nm、U6nm 的紫外光。這種紫外光發生器11由放電管、配置在放電管周圍的電極、經由供電線對電極施加交流電壓或脈衝電壓的電源構成。通過電源對電極施加交流電壓或脈衝電壓。藉此，可在放電管內部引起放電，該放電的結果是生成紫外光。該紫外光發生器11配置於反應容器1的上方、即面向基板2的作為氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜面的第一主面。如圖5所示，在反應容器1的上部還設置有透射由紫外光發生器11產生的紫外光的紫外光透射窗12。具體而言，紫外光透射窗12配置在紫外光發生器11和基板2之間的反應容器1的一部分。紫外光透射窗12由透射紫外光的材料構成。例如，紫外光透射窗12由氟化鎂、氟化鈣、氟化鋇、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀、石英和藍寶石等材料構成。除該另行追加的結構以外，成膜裝置300的結構與成膜裝置100相同，對該相同的結構標以相同的符號。相同的結構及該結構的動作的說明參見實施方式1。通過霧化器6霧化好的溶液4經過通路Ll向配置於反應容器1內的基板2的第一主面上供給。另一方面，通過臭氧發生器7生成的臭氧經過通路L2向配置於反應容器1 內的基板2的所述第一主面供給。供給該溶液4和臭氧時，在反應容器1內，基板2被加熱器3加熱，另一方面，通過紫外光發生器11生成的紫外光經由紫外光透射窗12照射基板2的上方的反應容器1內部。通過該紫外光的照射，供給至反應容器1內的臭氧受到紫外光的照射。藉此，在反應容器1內由臭氧生成氧自由基。這裡，為了將臭氧分解成氧自由基，較好是照射波長在300nm以下(特好是波長 254nm左右)的紫外光。欲使形成於基板2上的金屬氧化膜活化的情況下，較好是照射波長在400nm以下(特好是波長300nm左右)的紫外光。如上所述，本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置300包括紫外光發生器11和透射紫外光的紫外光透射窗12。並且對供給有臭氧和溶液4的反應容器1內照射紫外光。因此，臭氧因該紫外光照射而分解成氧自由基，可促進反應容器1內的(更具體而言是基板2的第一主面上的)用於形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的反應。因為供給至反應容器1的臭氧通過紫外光照射而分解成氧自由基，所以圖5所示的成膜裝置300中也可省略對基板2加熱的加熱器3。這是因為通過引入照射紫外光的結構，即使在常溫(室溫)左右的基板2上也能生成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。但是，通過在成膜裝置300中配置加熱器3，具有以下優點。即，如圖5的結構所示設置加熱器3，將基板2加熱至100°C左右，供給臭氧，對該臭氧照射紫外光。藉此，與未設置加熱器3的結構相比，可進一步促進在基板2上形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的反應。本實施方式中，因為設置了對反應容器1照射紫外光的結構，所以供給至該反應容器1的也可以不是臭氧而是氧。即，無需通過臭氧發生器7產生臭氧，也可以經過通路L2 向反應容器1內的基板2的所述第一主面上供給氧，對供給至反應容器1內的氧照射紫外光。這裡，在供給所述氧的同時，霧狀的溶液4也經過通路Ll向反應容器1內的基板2的所述第一主面上供給。通過對氧照射紫外光，由氧生成氧自由基。這裡，為了將氧分解成氧自由基，較好是照射波長在M3nm以下(特好是波長172nm左右)的紫外光。本實施方式中，基於未圖示的控制部的控制將霧化好的溶液4和臭氧(或氧)同時或分別向反應容器1內供給。本實施方式中，也較好是將霧化好的溶液4和臭氧(或氧) 經過不同的通路Li、L2向反應容器1內供給。另外，霧化好的溶液4和臭氧(或氧)的供給既可以對配置在大氣壓下的基板2進行，也可以對配置在減壓(例如0. 0001 0. IMPa) 環境下的基板2進行。上文中提及了在實施方式1的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100中另行追加紫外光發生器11和紫外光透射窗12的結構。但是，也可採用在可供給2種以上的溶液的實施方式2中所述的成膜裝置中另行追加紫外光發生器11和紫外光透射窗12的結構(參照圖6)。圖6所示的結構中，如實施方式2所述，也可以在未圖示的控制部的控制下將霧化好的不同的溶液4和8同時向基板2供給。還可以在未圖示的控制部的控制下將霧化好的不同的溶液4和8以規定的順序分別向基板2供給。這些供給方式中，如實施方式2所述， 也較好是將各溶液4和8經過不同的通路Ll和L4從溶液容器5和9向反應容器1內的基板2供給。圖6的結構例中，如實施方式2所述，也可以在未圖示的控制部的控制下持續供給臭氧(或氧)，另一方面以規定的順序分別供給霧化好的不同的溶液4和8。還可以在未圖示的控制部的控制下以規定的順序分別供給霧化好的不同的溶液4和8，在每次切換該溶液4和8的供給時暫時中止溶液4和8的供給而供給臭氧(或氧)(例如供給溶液4 —供給臭氧(或氧)一供給溶液8 —供給臭氧(或氧))。這裡，上述供給方式中都較好是將各溶液4和8及臭氧(或氧)經過不同的通路 L1、L2、L4向反應容器1內的基板2供給。〈實施方式4>圖7是表示本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置的簡要結構的圖。如圖7所示，實施方式4的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置400在實施方式1 的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100的基礎上另外還追加有等離子體發生器13。等離子體發生器13配置於臭氧發生器7和反應容器1之間，設置在通路L2的途中。該等離子體發生器13內隔開規定的距離配置有兩個電極。如果向施加有高頻電壓的該電極間供給臭氧，則該臭氧被等離子體化，生成氧自由基。在等離子體發生器13內生成的氧自由基經過通路L2向反應容器1內供給。除該另行追加的結構以外，成膜裝置400的結構與成膜裝置100相同，對該相同的結構標以相同的符號。相同的結構及該結構的動作的說明參見實施方式1。通過霧化器6霧化好的溶液4經過通路Ll向配置於反應容器1內的基板2的第一主面上供給。另一方面，通過臭氧發生器7生成的臭氧經過通路L2，在途中的等離子體發生器13內分解成氧自由基，然後向配置於反應容器1內的基板2的所述第一主面供給。供給該溶液4和臭氧(更具體而言是由等離子體發生器13生成的氧自由基)時， 在反應容器1內通過加熱器3對基板2加熱。這裡，等離子體發生器13隻要是使臭氧等離子體化、藉此生成氧自由基的裝置即可，該等離子體發生器13的配置位置不局限於圖7的結構。例如可以貼近於通路L2和反應容器1來配置，或者該等離子體發生器13也可以配置於反應容器1內。如上所述，本實施方式的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置400包括等離子體發生器13。通過該等離子體發生器13來分解向反應容器1供給的臭氧。因此，臭氧通過等離子體發生器13被分解成氧自由基，可促進反應容器1內的 (更具體而言是基板2的第一主面上的)用於形成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的反應。因為從臭氧發生器7向反應容器1供給的臭氧通過等離子體發生器13被分解成氧自由基，所以圖7所示的成膜裝置400中也可省略對基板2加熱的加熱器3。這是因為通過引入等離子體發生器13，即使在常溫(室溫)左右的基板2上也能生成氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜。 但是，通過在成膜裝置400中配置加熱器3，具有以下優點。即，如圖7的結構所示設置加熱器3，將基板2加熱至100°C左右，供給臭氧，用等離子體發生器13將該臭氧等離子體化。藉此，與未設置加熱器3的結構相比，可進一步促進在基板2上形成金屬氧化膜的反應。本實施方式中，因為設置了使臭氧等離子體化的等離子體發生器13，所以向該反應容器1供給的也可以不是臭氧而是氧。即，無需通過臭氧發生器7產生臭氧，也可以經過通路L2向反應容器1內的基板2的所述第一主面上供給氧，在反應容器1內或通路L2的途中通過等離子體發生器13使該氧等離子體化。通過在等離子體發生器13內將氧等離子體化，從而由氧生成氧自由基。這裡，在供給所述氧的同時，霧狀的溶液4也經過通路Ll向反應容器1內的基板2的所述第一主面上供給。本實施方式中，將霧化好的溶液4和臭氧(或氧)同時或交替地(或者以規定的順序)向反應容器1內供給。本實施方式中，也較好是將霧化好的溶液4和臭氧(或氧) 經過不同的通路Li、L2向反應容器1內供給。另外，霧化好的溶液4和臭氧(或氧)的供給既可以對配置在大氣壓下的基板2進行，也可以對配置在減壓(例如0. 0001 0. IMPa) 環境下的基板2進行。上文中提及了在實施方式1的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置100中另行追加等離子體發生器13的結構。但是，也可採用在可供給2種以上的溶液的實施方式2中所述的成膜裝置中另行追加等離子體發生器13的結構(參照圖8)。圖8所示的結構中，如實施方式2所述，也可以將霧化好的不同的溶液4和8同時向基板2供給。還可以將霧化好的不同的溶液4和8以規定的順序分別向基板2供給。這些供給方式中，如實施方式2所述，也較好是將霧化好的各溶液4和8經過不同的通路Ll 和L4從溶液容器5和9向反應容器1內的基板2供給。圖8的結構例中，如實施方式2所述，也可以持續供給臭氧(或氧)，另一方面以規定的順序分別供給霧化好的不同的溶液4和8。還可以規定的順序分別供給霧化好的不同的溶液4和8，在每次切換該溶液4和8的供給時暫時中止溶液4和8的供給而供給臭氧 (或氧)(例如供給溶液4 —供給臭氧(或氧)一供給溶液8—供給臭氧(或氧))。這裡，上述供給方式中都較好是將各溶液4和8及臭氧(或氧)經過不同的通路 L1、L2、L4向反應容器1內的基板2供給。如上所述，與圖8不同，也可採用能使臭氧(或氧)在反應容器1內等離子體化的結構。此時，在實施方式2所述的成膜裝置中，在反應容器1內配置等離子體發生器13。雖然對本發明進行了詳細說明，但上述說明的所有形式都是例舉，本發明並不局限於此。未例舉的無數變形例可解釋為在不超出本發明的範圍的情況下能夠想到的例子。
權利要求
1.一種氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，包括(A)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液(4、8)霧化的工序；(B)對基板(2)加熱的工序；(C)向所述工序(B)中的所述基板的第一主面上供給所述工序(A)中霧化好的所述溶液和臭氧的工序。
2.一種氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，包括 (V)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液(4、8)霧化的工序；(W)向基板O)的第一主面上供給所述工序(V)中霧化好的所述溶液及氧或臭氧的工序；(X)對所述氧或所述臭氧照射紫外光的工序。
3.一種氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，包括 (V)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液(4、8)霧化的工序；(W)向基板O)的第一主面上供給所述工序(V)中霧化好的所述溶液及氧或臭氧的工序；(X)將所述氧或所述臭氧等離子體化的工序。
4.如權利要求2或3所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於， 所述工序(W)是向被加熱的所述基板供給所述氧或所述臭氧的工序。
5.如權利要求1 3中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述溶液中包含含有鋅和鎂中的任意元素的化合物；所述化合物是醇鹽化合物、β - 二酮化合物、羧酸鹽化合物、商素化合物、烷基化合物和環戊二烯基化合物中的至少任一種。
6.如權利要求1 3中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述溶液中至少包含硼、氮、氟、鋁、磷、氯、鎵、砷、鈮、銦和銻中的任一種。
7.如權利要求1 3中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序㈧或(V)是使2種以上的所述溶液分別霧化的工序； 所述工序(C)或(W)是同時或依次或交替地供給不同的所述溶液的工序。
8.如權利要求1所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於， 所述工序(C)是同時或交替地供給所述溶液和所述臭氧的工序。
9.如權利要求2或3所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於， 所述工序(W)是同時或交替地供給所述溶液及所述氧或所述臭氧的工序。
10.如權利要求1所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(C)是經過不同的通路(Li、I^)來供給所述溶液和所述臭氧的工序。
11.如權利要求2或3所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(W)是經過不同的通路(Li、L2)來供給所述溶液及所述氧或所述臭氧的工序。
12.如權利要求1所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(C)是向配置在大氣壓下的所述基板供給所述溶液和所述臭氧的工序。
13.如權利要求2或3所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(W)是向配置在大氣壓下的所述基板供給所述溶液及所述氧或所述臭氧的工序。
14.如權利要求1所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(C)是向配置在減壓環境下的所述基板供給所述溶液和所述臭氧的工序。
15.如權利要求2或3所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法，其特徵在於，所述工序(W)是向配置在減壓環境下的所述基板供給所述溶液及所述氧或所述臭氧的工序。
16.一種氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜裝置，其特徵在於，用於實施權利要求1 權利要求15中的任一項所述的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法。
全文摘要
本發明的目的在於提供透射率高的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法。本發明的氧化鋅膜或氧化鎂鋅膜的成膜方法包括(A)使含有鋅或者鋅和鎂的溶液(4、8)霧化的工序；(B)對基板(2)加熱的工序；(C)向加熱中的基板的第一主面上供給霧化好的溶液和臭氧的工序。
文檔編號C23C16/40GK102165097SQ20088013132
公開日2011年8月24日 申請日期2008年9月24日 優先權日2008年9月24日
發明者吉田章男, 小倉正久, 白幡孝洋, 織田容徵 申請人:東芝三菱電機產業系統株式會社