特許 7473591 成膜装置及び成膜方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20240416BHJP

   H01L 21/365 20060101ALI20240416BHJP

   H01L 21/368 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

H01L21/365

H01L21/368 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022084766

(22)【出願日】2022-05-24

(62)【分割の表示】P 2018122695の分割

【原出願日】2018-06-28

(65)【公開番号】P2022119880

(43)【公開日】2022-08-17

【審査請求日】2022-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(74)【代理人】

【識別番号】100194881

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 俊弘

(74)【代理人】

【識別番号】100215142

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 徹

(72)【発明者】

【氏名】渡部 武紀

(72)【発明者】

【氏名】橋上 洋

【審査官】今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０７９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４７６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１７０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６３４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成膜装置であって、
原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部と、
前記ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う成膜部と、
前記ミスト化部と前記成膜部とを接続し、前記キャリアガスによって過飽和である前記ミストが搬送される、流量調整手段を備えていない搬送部と、
前記搬送部の少なくとも一部を加熱することでミストの凝縮、凝集を抑制する搬送部加熱手段とを有することを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記成膜装置はさらに制御部を有し、
前記制御部は、前記搬送部加熱手段を制御して前記搬送部の温度を３０～１２０℃とするものであることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

成膜部でミストを熱処理して成膜を行う成膜方法であって、
ミスト化部において、原料溶液をミスト化してミストを発生させる工程と、
前記ミスト化部と前記成膜部とを接続し、流量調整手段を備えていない搬送部の少なくとも一部を加熱する工程と、
前記搬送部を介して、前記ミスト化部から前記成膜部へと、過飽和である前記ミストをキャリアガスにより搬送する工程と、
前記成膜部において、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う工程とを含み、
前記加熱する工程では前記加熱によりミストの凝縮、凝集を抑制することを特徴とする成膜方法。

【請求項4】

成膜部でミストを熱処理して成膜を行う成膜方法であって、
ミスト化部において、原料溶液をミスト化してミストを発生させる工程と、
前記ミスト化部と前記成膜部とを接続し、流量調整手段を備えていない搬送部の少なくとも一部の温度制御を行いミストの凝縮、凝集を抑制し、前記搬送部を介して、前記ミスト化部から前記成膜部へと、過飽和である前記ミストをキャリアガスにより搬送する工程と、
前記成膜部において、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う工程とを含むことを特徴とする成膜方法。

【請求項5】

成膜部でミストを熱処理して成膜を行う成膜方法であって、
ミスト化部において、原料溶液をミスト化してミストを発生させる工程と、
流量調整手段を備えていない搬送部を介して、前記ミスト化部から前記成膜部へと、前記ミストをキャリアガスにより搬送する工程と、前記成膜部において、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う工程とを含み、
前記キャリアガスの流量と前記ミストの流量を測定し、前記ミストを水蒸気と仮定して換算した前記搬送部における水蒸気量と、室温の飽和水蒸気を比較して、前記搬送部の少なくとも一部の温度制御を行う工程を含み、
前記搬送部の少なくとも一部の温度制御を行う工程では前記温度制御によりミストの凝縮、凝集を抑制することを特徴とする成膜方法。

【請求項6】

前記搬送部の温度を３０～１２０℃とすることを特徴とする請求項３～５のいずれか一項に記載の成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ミスト状の原料を用いて基体上に成膜を行う成膜装置及び成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パルスレーザー堆積法（Ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＬＤ）、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）、スパッタリング法等の非平衡状態を実現できる高真空成膜装置が開発されており、これまでの融液法等では作製不可能であった酸化物半導体の作製が可能となってきた。また、霧化されたミスト状の原料を用いて、基板上に結晶成長させるミスト化学気相成長法（Ｍｉｓｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：Ｍｉｓｔ ＣＶＤ。以下、「ミストＣＶＤ法」ともいう。）が開発され、コランダム構造を有する酸化ガリウム（α－Ｇａ_２Ｏ_３）の作製が可能となってきた。α－Ｇａ_２Ｏ_３は、バンドギャップの大きな半導体として、高耐圧、低損失および高耐熱を実現できる次世代のスイッチング素子への応用が期待されている。

【0003】

ミストＣＶＤ法に関して、特許文献１には、管状炉型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献２には、ファインチャネル型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献３には、リニアソース型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献４には、管状炉のミストＣＶＤ装置が記載されており、特許文献１に記載のミストＣＶＤ装置とは、ミスト発生器内にキャリアガスを導入する点で異なっている。特許文献５には、ミスト発生器の上方に基板を設置し、さらにサセプタがホットプレート上に備え付けられた回転ステージであるミストＣＶＤ装置が記載されている。引用文献６には、基板直上に近接して設けられたノズルに取り付けられた加熱塔でエアロゾルを加熱して基板に吹き付けて成膜を行う成膜装置及び成膜方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１－２５７３３７号公報

【文献】特開２００５－３０７２３８号公報

【文献】特開２０１２－４６７７２号公報

【文献】特許第５３９７７９４号

【文献】特開２０１４－６３９７３号公報

【文献】特許４８４１３３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ミストＣＶＤ法は、他のＣＶＤ法とは異なり高温にする必要もなく、α－酸化ガリウムのコランダム構造のような準安定相の結晶構造も作製可能である。しかしながら、本発明者は、発生させたミストが基板に搬送されるまでの間に、供給管内で凝縮、凝集して結露し（ミストの寿命低下）、結露したミストは成膜部へ送られず成膜速度が低下するという新たな問題点を見出した。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、成膜速度に優れミストＣＶＤ法が適用可能な成膜装置、及び、成膜速度に優れた成膜方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部と、前記ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う成膜部と、前記ミスト化部と前記成膜部とを接続し、前記キャリアガスによって前記ミストが搬送される搬送部と、前記搬送部の少なくとも一部を加熱する搬送部加熱手段とを有する成膜装置を提供する。

【0008】

このような成膜装置によれば、搬送部でのミストの寿命を延ばし、成膜速度を高くすることが可能なものとなる。

【0009】

このとき、成膜装置はさらに制御部を有し、前記制御部は、前記搬送部加熱手段を制御して前記搬送部の温度を３０～１２０℃とするものとできる。

【0010】

これにより、成膜前のミストの寿命改善効果をより向上できるものとなる。

【0011】

また、成膜部でミストを熱処理して成膜を行う成膜方法であって、ミスト化部において、原料溶液をミスト化してミストを発生させる工程と、前記ミスト化部と前記成膜部とを接続する搬送部の少なくとも一部を加熱する工程と、前記搬送部を介して、前記ミスト化部から前記成膜部へと、前記ミストをキャリアガスにより搬送する工程と、前記成膜部において、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う工程とを含む成膜方法を提供する。

【0012】

このような成膜方法によれば、搬送部でのミストの寿命を延ばし、成膜速度を高くすることができる。

【0013】

このとき、前記搬送部の温度を３０～１２０℃とすることができる。

【0014】

これにより、成膜前のミストの寿命改善効果をより向上することができる。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明の成膜装置によれば、簡便な装置構成により成膜速度を大きく改善することが可能なものとなる。また、本発明の成膜方法によれば、簡便な方法により成膜速度を大きく改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の成膜装置の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明に用いられるミスト化部の一例を説明する図である。

【図3】本発明の成膜装置の他の例を示す概略構成図である。

【図4】本発明の成膜装置のさらに他の例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0018】

上述のように、ミストＣＶＤ法において、成膜速度を改善することが可能な成膜装置、成膜速度を大きく改善する成膜方法が求められていた。

【0019】

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部と、前記ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う成膜部と、前記ミスト化部と前記成膜部とを接続し、前記キャリアガスによって前記ミストが搬送される搬送部と、前記搬送部の少なくとも一部を加熱する搬送部加熱手段とを有する成膜装置により、搬送部でのミストの寿命を延ばし、成膜速度を高くすることが可能なものとなることを見出し、本発明を完成した。

【0020】

また、本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、成膜部でミストを熱処理して成膜を行う成膜方法であって、ミスト化部において、原料溶液をミスト化してミストを発生させる工程と、前記ミスト化部と前記成膜部とを接続する搬送部の少なくとも一部を加熱する工程と、前記搬送部を介して、前記ミスト化部から前記成膜部へと、前記ミストをキャリアガスにより搬送する工程と、前記成膜部において、前記ミストを熱処理して基体上に成膜を行う工程とを含む成膜方法により、搬送部でのミストの寿命を延ばし、成膜速度を高くすることが可能となることを見出し、本発明を完成した。

【0021】

以下、図面を参照して説明する。

【0022】

ここで、本発明でいうミストとは、気体中に分散した液体の微粒子の総称を指し、霧、液滴等と呼ばれるものを含む。

【0023】

図１に、本発明に係る成膜装置１０１の一例を示す。成膜装置１０１は、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部１２０と、ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部１３０と、ミストを熱処理して基体上に成膜を行う成膜部１４０と、ミスト化部１２０と成膜部１４０とを接続し、キャリアガスによってミストが搬送される搬送部１０９と、搬送部１０９の少なくとも一部を加熱する搬送部加熱手段１１１とを有する。また、成膜装置１０１は、成膜装置１０１の全体又は一部を制御する制御部１１７を備えることによって、その動作が制御されてもよい。この制御部１１７は、少なくとも搬送部加熱手段１１１を制御できるようにされるのが好ましい。

【0024】

（ミスト化部）
ミスト化部１２０では、原料溶液を調整し、前記原料溶液をミスト化してミストを発生させる。ミスト化手段は、原料溶液をミスト化できさえすれば特に限定されず、公知のミスト化手段であってよいが、超音波振動によるミスト化手段を用いることが好ましい。より安定してミスト化することができるためである。

【0025】

このようなミスト化部１２０の一例を図２に示す。例えば、原料溶液１０４ａが収容されるミスト発生源１０４と、超音波振動を伝達可能な媒体、例えば水１０５ａが入れられる容器１０５と、容器１０５の底面に取り付けられた超音波振動子１０６を含んでもよい。詳細には、原料溶液１０４ａが収容されている容器からなるミスト発生源１０４が、水１０５ａが収容されている容器１０５に、支持体（図示せず）を用いて収納されている。容器１０５の底部には、超音波振動子１０６が備え付けられており、超音波振動子１０６と発振器１１６とが接続されている。そして、発振器１１６を作動させると、超音波振動子１０６が振動し、水１０５ａを介して、ミスト発生源１０４内に超音波が伝播し、原料溶液１０４ａがミスト化するように構成されている。

【0026】

（キャリアガス供給部）
キャリアガス供給部１３０は、キャリアガスを供給するキャリアガス源１０２ａを有し、キャリアガス源１０２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ａを備えていてもよい。また、必要に応じて希釈用キャリアガスを供給する希釈用キャリアガス源１０２ｂや、希釈用キャリアガス源１０２ｂから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ｂを備えることもできる。

【0027】

キャリアガスの種類は、特に限定されず、成膜物に応じて適宜選択可能である。例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、又は水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類でも、２種類以上であってもよい。例えば、第１のキャリアガスと同じガスをそれ以外のガスで希釈した（例えば１０倍に希釈した）希釈ガスなどを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよく、空気を用いることもできる。
また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。
キャリアガスの流量は、特に限定されない。例えば、３０ｍｍ角基板上に成膜する場合には、０．０１～２０Ｌ／分とすることが好ましく、１～１０Ｌ／分とすることがより好ましい。

【0028】

（成膜部）
成膜部１４０では、ミストを加熱し熱反応を生じさせて、基体１１０の表面の一部又は全部に成膜を行う。成膜部１４０は、例えば、成膜室１０７を備え、成膜室１０７内には基体１１０が設置されており、該基体１１０を加熱するためのホットプレート１０８を備えることができる。ホットプレート１０８は、図１に示されるように成膜室１０７の外部に設けられていてもよいし、成膜室１０７の内部に設けられていてもよい。また、成膜室１０７には、基体１１０へのミストの供給に影響を及ぼさない位置に、排ガスの排気口１１２が設けられている。

【0029】

なお、本発明においては、基体１１０を成膜室１０７の上面に設置するなどして、フェイスダウンとしてもよいし、基体１１０を成膜室１０７の底面に設置して、フェイスアップとしてもよい。
熱反応は、加熱によりミストが反応すればよく、反応条件等も特に限定されない。原料や成膜物に応じて適宜設定することができる。例えば、加熱温度は１２０～６００℃の範囲であり、好ましくは２００℃～６００℃の範囲であり、より好ましくは３００℃～５５０℃の範囲とすることができる。
熱反応は、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、空気雰囲気下及び酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよく、成膜物に応じて適宜設定すればよい。また、反応圧力は、大気圧下、加圧下又は減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、大気圧下の成膜であれば、装置構成が簡略化できるので好ましい。

【0030】

（搬送部）
搬送部１０９は、ミスト化部１２０と成膜部１４０とを接続する。搬送部１０９を介して、ミスト化部１２０のミスト発生源１０４から成膜部１４０の成膜室１０７へと、キャリアガスによってミストが搬送される。搬送部１０９は、例えば、供給管１０９ａとすることができる。供給管１０９ａとしては、例えば石英管や樹脂製のチューブなどを使用することができる。

【0031】

（搬送部加熱手段）
搬送部加熱手段１１１は、搬送部１０９を加熱するために搬送部１０９に設けられる。搬送部加熱手段１１１は、図１に示すように搬送部１０９のすべて、すなわち、ミスト化部１２０の出口から成膜部１４０の入口までのすべての範囲に渡って設けられることが好ましいが、図３や図４に示す（符号は適宜省略）ように、搬送部１０９の供給管１０９ａの一部のみに設けられていてもよい。搬送部加熱手段１１１の加熱機構としては特に限定されず、抵抗加熱、高周波加熱、赤外線等を用いた光加熱等、どのような加熱方法を用いてもよい。

【0032】

キャリアガスの流量とミストの流量から、配管中の水分量を形式的に飽和水蒸気量に換算すると、配管中のミストの濃度は過飽和であることが示される。したがって、温度の低い配管の壁にミストが接触すると、ミストは容易に凝縮、凝集して結露し（ミストの寿命低下）、結露したミストは成膜部へ送られず成膜に寄与することができなくなる。つまり、成膜速度の低下の原因となる。この問題に対し、搬送部１０９を搬送部加熱手段１１１により加熱すれば、ミストの凝縮、凝集が抑制され、結果として成膜速度を高めることができる。

【0033】

搬送部加熱手段１１１により搬送部１０９を加熱する温度は、３０～１２０℃とすることが好ましい。このような範囲であれば、より効果的にミストの凝縮、凝集を抑制でき、成膜速度を高めることができる。
加熱温度の調節は、成膜装置１０１に制御部１１７を備えることにより制御することもできる。

【0034】

（原料溶液）
原料溶液は、ミスト化が可能な材料を含んでいれば特に限定されず、無機材料であっても、有機材料であってもよい。金属又は金属化合物が好適に用いられ、ガリウム、鉄、インジウム、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、ロジウム、ニッケル及びコバルトから選ばれる１種又は２種以上の金属を含むものを使用できる。
前記原料溶液は、上記金属をミスト化できるものであれば特に限定されないが、前記原料溶液として、前記金属を錯体又は塩の形態で、有機溶媒又は水に溶解又は分散させたものを好適に用いることができる。錯体の形態としては、例えば、アセチルアセトナート錯体、カルボニル錯体、アンミン錯体、ヒドリド錯体などが挙げられる。塩の形態としては、例えば、塩化金属塩、臭化金属塩、ヨウ化金属塩などが挙げられる。また、上記金属を、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸等に溶解したものも塩の水溶液として用いることができる。

【0035】

また、前記原料溶液には、ハロゲン化水素酸や酸化剤等の添加剤を混合してもよい。前記ハロゲン化水素酸としては、例えば、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸などが挙げられるが、なかでも、臭化水素酸またはヨウ化水素酸が好ましい。前記酸化剤としては、例えば、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、過酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ_２）、過酸化バリウム（ＢａＯ_２）、過酸化ベンゾイル（Ｃ_６Ｈ_５ＣＯ）_２Ｏ_２等の過酸化物、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、過塩素酸、硝酸、オゾン水、過酢酸やニトロベンゼン等の有機過酸化物などが挙げられる。

【0036】

さらに、前記原料溶液には、ドーパントが含まれていてもよい。前記ドーパントは特に限定されない。例えば、スズ、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム又はニオブ等のｎ型ドーパント、又は、銅、銀、スズ、イリジウム、ロジウム等のｐ型ドーパントなどが挙げられる。ドーパントの濃度は、例えば、約１×１０^１６／ｃｍ^３～１×１０^２２／ｃｍ^３であってもよく、約１×１０^１７／ｃｍ^３以下の低濃度にしても、約１×１０^２０／ｃｍ^３以上の高濃度としてもよい。

【0037】

（基体）
基体１１０は、成膜可能であり膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体１１０の材料も、特に限定されず、公知の基体を用いることができ、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、鉄やアルミニウム、ステンレス鋼、金等の金属、シリコン、サファイア、石英、ガラス、酸化ガリウム等が挙げられるが、これに限られるものではない。前記基体の形状としては、どのような形状のものであってもよく、あらゆる形状に対して有効であり、例えば、平板や円板等の板状、繊維状、棒状、円柱状、角柱状、筒状、螺旋状、球状、リング状などが挙げられるが、本発明においては、板状の基体が好ましい。板状の基体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは、１０～２０００μｍであり、より好ましくは５０～８００μｍである。

【0038】

次に、以下、図１を参照しながら、本発明に係る製造方法の一例を説明する。
まず、原料溶液１０４ａをミスト発生源１０４内に収容し、基体１１０をホットプレート１０８上に直接又は成膜室１０７の壁を介して設置し、ホットプレート１０８を作動させる。次に、搬送部加熱手段１１１を作動させ、搬送部１０９の供給管１０９ａを加熱する。次に、流量調節弁１０３ａ、１０３ｂを開いてキャリアガス源１０２ａ、１０２ｂからキャリアガスを成膜室１０７内に供給し、成膜室１０７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量と希釈用キャリアガスの流量をそれぞれ調節する。次に、超音波振動子１０６を振動させ、その振動を、水１０５ａを通じて原料溶液１０４ａに伝播させることによって、原料溶液１０４ａをミスト化させてミストを生成する。ついで、ミストは、キャリアガスによって搬送部１０９を経て成膜室１０７内に導入される。この時、供給管１０９ａは搬送部加熱手段１１１により、例えば３０～１２０℃に加熱されているので、供給管１０９ａ内でのミストの凝縮等が抑制される。したがって、効率よく成膜室１０７内に導入されたミストは、成膜室１０７内でホットプレート１０８の熱により熱反応して、高い成膜速度で基体１１０上に成膜される。

【実施例】

【0039】

以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。

【0040】

（実施例１）
まず、図１を参照しながら、本実施例で用いた成膜装置１０１を説明する。成膜装置１０１は、キャリアガスを供給するキャリアガス源１０２ａと、キャリアガス源１０２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ａと、希釈用キャリアガスを供給する希釈用キャリアガス源１０２ｂと、希釈用キャリアガス源１０２ｂから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ｂと、原料溶液１０４ａが収容されるミスト発生源１０４と、水１０５ａが収容された容器１０５と、容器１０５の底面に取り付けられた超音波振動子１０６と、成膜室１０７と、ミスト発生源１０４から成膜室１０７までをつなぐ石英製の供給管１０９ａと、ホットプレート１０８とを備えている。搬送部加熱手段１１１として、アズワン社のリボンヒーターＪＫ－３を供給管１０９ａ全体に巻き付け、温調可能とした。

【0041】

次に、原料溶液の作製を行った。臭化ガリウム０．１ｍｏｌ／Ｌの水溶液を調整し、さらに４８％臭化水素酸溶液を体積比で１０％となるように含有させ、これを原料溶液１０４ａとした。

【0042】

上述のようにして得た原料溶液１０４ａをミスト発生源１０４内に収容した。次に、基体１１０として４インチ（直径１００ｍｍ）のｃ面サファイア基板を、成膜室１０７内でホットプレート１０８に隣接するように設置し、ホットプレート１０８を作動させて温度を５００℃に昇温した。
次に、搬送部加熱手段１１１の温度が８０℃となるよう調整した。続いて、流量調節弁１０３ａ、１０３ｂを開いてキャリアガス源１０２ａ、１０２ｂからキャリアガスを成膜室１０７内に供給し、成膜室１０７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量を５Ｌ／ｍｉｎに、希釈用キャリアガスの流量を０．５Ｌ／ｍｉｎにそれぞれ調節した。なお、キャリアガスとして酸素を用いた。

【0043】

次に、超音波振動子１０６を２．４ＭＨｚで振動させ、その振動を、水１０５ａを通じて原料溶液１０４ａに伝播させることによって、原料溶液１０４ａをミスト化してミストを生成した。このミストを、キャリアガスによって供給管１０９ａを経て成膜室１０７内に導入した。そして、大気圧下、５００℃の条件で、成膜室１０７内でミストを熱反応させて、基体１１０上にコランダム構造を有する酸化ガリウム（α－Ｇａ_２Ｏ_３）の薄膜を形成した。成膜時間は３０分とした。

【0044】

基体１１０上の薄膜について、測定箇所を基体１１０の面内の１７点として、段差計を用いて膜厚を測定し、それぞれの膜厚の値から平均値を算出した。
平均膜厚は、５．６μｍであった。また、平均膜厚を成膜時間で割った成膜速度は、１１．２μｍ／時間であった。

【0045】

（実施例２）
搬送部加熱手段１１１の温度を３０℃とした以外は、実施例１と同じ条件で成膜を行った。平均膜厚は５．５μｍとなり、成膜速度は、１１．０μｍ／時間であった。

【0046】

（実施例３）
搬送部加熱手段１１１の温度を１２０℃とした以外は、実施例１と同じ条件で成膜を行った。平均膜厚は５．１μｍとなり、成膜速度は、１０．２μｍ／時間であった。

【0047】

（実施例４）
搬送部加熱手段１１１を図３に示す態様で設けた。すなわち、供給管１０９ａ全体のうち６０％の範囲に搬送部加熱手段１１１を設置し加熱した。これ以外は実施例１と同じ条件で成膜を行った。平均膜厚は５．２μｍとなり、成膜速度は、１０．４μｍ／時間であった。

【0048】

（実施例５）
搬送部加熱手段１１１を図４に示す態様で設けた。すなわち、供給管１０９ａ全体のうち３０％の範囲に搬送部加熱手段１１１を設置し加熱した。これ以外は実施例１と同じ条件で成膜を行った。平均膜厚は４．８μｍとなり、成膜速度は、９．６μｍ／時間であった。

【0049】

（比較例１）
搬送部加熱手段１１１を設けず、供給管１０９ａの温度を室温のままとし、これ以外は実施例１と同じ条件で成膜を行った。平均膜厚は３．７μｍとなり、成膜速度は、７．４μｍ／時間であった。

【0050】

実施例１－５及び比較例１の結果をまとめたものを表１に示す。なお、比較例１においては搬送部加熱手段１１１を設けていないため、搬送部加熱手段被覆割合［％］は「０」である。

【0051】

【表1】

【0052】

実施例１～５と比較例１との比較より、搬送部加熱手段１１１を設けて搬送部の加熱を行うことで、成膜速度の飛躍的な改善がみられることがわかった。また、搬送部加熱手段１１１の設置範囲が搬送部の一部であっても、成膜速度の改善効果が得られることがわかった。

【0053】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【符号の説明】

【0054】

１０１…成膜装置、 １０２ａ…キャリアガス源、
１０２ｂ…希釈用キャリアガス源、 １０３ａ…流量調節弁、
１０３ｂ…流量調節弁、 １０４…ミスト発生源、 １０４ａ…原料溶液、
１０５…容器、 １０５ａ…水、 １０６…超音波振動子、 １０７…成膜室、
１０８…ホットプレート、 １０９…搬送部、 １０９ａ…供給管、 １１０…基体、
１１１…搬送部加熱手段、 １１２…排気口、 １１６…発振器、 １１７…制御部、
１２０…ミスト化部、１３０…キャリアガス供給部、１４０…成膜部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】