(57)【要約】      （修正有）【課題】前駆体溶液に各々の組成部分が均一に混合される薄膜製造システムを提供する。【解決手段】薄膜製造システム１０は、前駆体溶液２００を製造する前駆体溶液製造装置１１及び前記前駆体溶液を基板の表面に導入して薄膜を形成する薄膜堆積装置１２を備え、前記前駆体溶液製造装置１１は、吸収塔１１２と、該吸収塔に連通される液体貯蓄缶１１１及び気化装置１１０を備え、前記液体貯蓄缶は、膜めっき溶液を貯蓄し且つ前記吸収塔に前記膜めっき溶液を提供し、前記気化装置は、添加剤溶液を気化させ且つ前記吸収塔に気化された添加剤溶液を提供し、前記吸収塔は、前記膜めっき溶液に前記気化された添加剤溶液を吸収させて前駆体溶液を形成する。【選択図】図２
2010156051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆体溶液を製造する前駆体溶液製造装置と、前記前駆体溶液を基板の表面に導入して薄膜を形成する薄膜堆積装置と、を備えてなる薄膜製造システムであって、
前記前駆体溶液製造装置は、吸収塔と、該吸収塔に連通される液体貯蓄缶及び気化装置を備え、前記液体貯蓄缶は、膜めっき溶液を貯蓄し且つ前記吸収塔に前記膜めっき溶液を提供し、前記気化装置は、添加剤溶液を気化させ且つ前記吸収塔に気化された添加剤溶液を提供し、前記吸収塔は、前記膜めっき溶液に前記気化された添加剤溶液を吸収させて前駆体溶液を形成することを特徴とする薄膜製造システム。
【請求項２】
前記気化装置は、
前記吸収塔に連通されており、前記添加剤溶液を収容する収容キャビティと、
前記収容キャビティに熱量を提供して、前記収容キャビティ内の前記添加剤溶液を気化させる加熱部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造システム。
【請求項３】
前記収容キャビティは積載ガス入口を有し、該積載ガス入口から前記収容キャビティの内部に満ちる積載ガスは、気化された添加剤溶液を連動して前記吸収塔に入ることを特徴とする請求項２に記載の薄膜製造システム。
【請求項４】
前記吸収塔は、
頂板と、
底板と、
前記頂板と前記底板との間に位置し、且つ前記膜めっき溶液と前記気化された添加剤溶液を均一に混合させる複数の塔板と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造システム。
【請求項５】
前記吸収塔は、
前記気化装置に連通されて前記気化された添加剤溶液を前記吸収塔の内部に導入するガス入口と、
前記液体貯蓄缶に連通されて前記膜めっき溶液を前記吸収塔の内部に導入する液体入口と、
前記薄膜堆積装置に連通されて該薄膜堆積装置に前記前駆体溶液を輸送する液体出口と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の薄膜製造システム。
【請求項６】
前記前駆体溶液製造装置は、前記吸収塔の外部を覆い、前記吸収塔を加熱するマイクロウェーブ加熱装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造システム。
【請求項７】
前記薄膜堆積装置は、
膜をめっきしようとする基板を積載して加熱する加熱台と、
一端が前記吸収塔に連通され、他端が前記加熱台に向き合い、前記基板の表面に前駆体溶液を噴出して薄膜を形成するノズルと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造システム。
【請求項８】
前記ノズルは回転シリンダーに接続され、該回転シリンダーは前記ノズルを連動して回転させることを特徴とする請求項７に記載の薄膜製造システム。
【請求項９】
前記薄膜堆積装置は、前記吸収塔と前記ノズルとの間に連接されて前記前駆体溶液を霧化する超音波霧化装置をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の薄膜製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造システムに関するものであって、特に前駆体溶液に各々の組成部分が均一に混合される薄膜製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目下、薄膜製造技術は、半導体工業及び精密機械に広く応用されている。薄膜製造技術によって生産された製品の付加価値が高いので、前記薄膜製造技術及び薄膜材料が研究と実際に広く応用されるとともに、膜めっき技術が迅速に発展している。
【０００３】
酸化亜鉛薄膜は、いろいろな工業製品に広く応用される透明な薄膜であって、製品表面の光沢度を高めることができ、且つ製品表面が損傷を受けることを防ぐ。非特許文献１によると、薄膜の電気抵抗を高め、薄膜の光吸収特性を増加し、薄膜の内応力を下げるなどの目的を達成するために、酸化亜鉛薄膜の内部にアルミニウム、インジウム、銅、鉄又は錫などの元素を混合する。
【０００４】
従来の技術において、酸化亜鉛薄膜の中にアルミニウム、錫などの元素を混合する従来の方法は、亜鉛溶液を膜めっき溶液として、アルミニウム、錫などの元素を含む溶液を添加剤溶液として、前記膜めっき溶液と前記添加剤溶液を直接混合して前駆体溶液を獲得し、該前駆体溶液を膜をめっきしようとする基板の表面に堆積して、薄膜を製造する。しかし、直接混合して獲得した前駆体溶液中の膜めっき溶液と添加剤溶液とが効果的に混合し難いため、薄膜結晶の品質も悪くなる。又、前記前駆体溶液を一定の時間ほど放置すると、化学反応が発生して派生物が生じ、該派生物が前記前駆体溶液を汚染して、膜めっき品質に影響する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】葛水兵、「ＺｎＯ：Ａｌ透明導電膜の製造及びその性能の研究」、材料科学と工程、２０００年、第三期
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、前記課題を解決し、前駆体溶液に各々の組成部分が均一に混合される薄膜製造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る薄膜製造システムは、前駆体溶液を製造する前駆体溶液製造装置及び前記前駆体溶液を基板の表面に導入して薄膜を形成する薄膜堆積装置を備え、前記前駆体溶液製造装置は、吸収塔と、該吸収塔に連通される液体貯蓄缶及び気化装置を備え、前記液体貯蓄缶は、膜めっき溶液を貯蓄し且つ前記吸収塔に前記膜めっき溶液を提供し、前記気化装置は、添加剤溶液を気化させ且つ前記吸収塔に気化された添加剤溶液を提供し、前記吸収塔は、前記膜めっき溶液に前記気化された添加剤溶液を吸収させて前駆体溶液を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わる薄膜製造システムにおいて、前駆体溶液製造装置は、添加剤溶液を気化させる気化装置及び膜めっき溶液に気化された添加剤溶液を十分に吸収させる吸収塔を備えるため、各々の組成部分が十分に混合された前駆体溶液を獲得することができ、且つ薄膜堆積装置により均一な薄膜を形成することができる。又、前記薄膜製造システムは、前記前駆体溶液の組成成分を便利に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る薄膜製造システムの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る薄膜製造システムによりアルミニウム元素が混ぜられている酸化亜鉛薄膜を製造することを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る薄膜製造システムにより製造されたアルミニウム元素が混ぜられている酸化亜鉛薄膜の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１を参照すると、本発明の薄膜製造システム１０は、前駆体溶液を製造することに用いられ、且つ該前駆体溶液を膜をめっきしようとする基板の表面に堆積して薄膜を形成する。前記薄膜製造システム１０は、前駆体溶液製造装置１１と、薄膜堆積装置１２と、を備える。
【００１２】
前記前駆体溶液製造装置１１は、前駆体溶液を製造することに用いられ、気化装置１１０と、液体貯蓄缶１１１と、吸収塔１１２と、を備える。
【００１３】
前記気化装置１１０は、添加剤溶液を加熱して気化させることに用いられ、気化しようとする添加剤溶液を収容するための収容キャビティ１１０１と、該収容キャビティ１１０１に熱量を提供して前記添加剤溶液を気化させる加熱部１１０２と、を備える。前記収容キャビティ１１０１の上方に積載ガス入口を設置することが好ましい。前記積載ガス入口から前記収容キャビティ１１０１の内部に窒素のような積載ガスを満たし、該積載ガスは気化された添加剤溶液を連動して前記吸収塔１１２に入る。
【００１４】
前記液体貯蓄缶１１１は、膜めっき溶液を貯蓄し且つ前記吸収塔１１２に膜めっき溶液を提供することに用いられる。前記液体貯蓄缶１１１には、前記吸収塔１１２に流れる膜めっき溶液の流量を調整するためのバルブ１１１０が設置されている。
【００１５】
前記吸収塔１１２は、前記膜めっき溶液に気化された添加剤溶液を吸収させて前駆体溶液を獲得することに用いられる。本実施形態において、前記吸収塔１１２は、板状であって、且つ吸収室１１２０を有する。前記吸収室１１２０は、相対設置される頂部１１２１及び底部１１２２と、前記頂部１１２１と前記底部１１２２との間に位置し且つ前記気化された添加剤溶液と前記膜めっき溶液とを十分に均一に混合させる複数の塔板１１２３と、を備える。前記塔板１１２３は、口径が３〜８ｍｍである孔が均一に開設されている有孔板であることができる。前記頂部１１２１には、前記液体貯蓄缶１１１に連通する液体入口１１２４が開設される。前記液体貯蓄缶１１１に貯蓄された膜めっき溶液は、前記液体入口１１２４から前記吸収室１１２０に流れ、且つ順次に複数の塔板１１２３を経過して前記底部１１２２へ流動する。前記吸収室１１２０の底部１１２２の近傍には、ガス入口１１２５と液体出口１１２６が開設されている。前記気化された添加剤溶液は、前記ガス入口１１２５から前記吸収室１１２０に入って前記塔板１１２３に到着し、前記塔板１１２３の孔を経過する場合、小さい気流に分散され且つ気泡の形式で膜めっき溶液層を通過しながら、前記膜めっき溶液と均一に混合して、混合効果が優れた前駆体溶液を獲得する。前記液体出口１１２６は、前記薄膜堆積装置１２に接続されており、前記薄膜堆積装置１２に前記前駆体溶液を輸送することに用いられる。
【００１６】
前記前駆体溶液製造装置１１は、マイクロウェーブ加熱装置１１３をさらに備える。前記マイクロウェーブ加熱装置１１３は、前記吸収塔１１２の外部を覆い、前記吸収塔１１２にを加熱することにより、前記前駆体溶液が前記薄膜堆積装置１２に入って薄膜を堆積することに有利である。
【００１７】
本実施形態において、前記液体入口１１２４及び前記ガス入口１１２５は、それぞれ前記吸収室１１２０の頂部１１２１及び底部１１２２に開設されるため、吸収過程で前記膜めっき溶液の流動方向と前記気化された添加剤溶液の流動方向は相反する。前記液体入口１１２４及び前記ガス入口１１２５を全て前記吸収室１１２０の頂部１１２１に開設してもよく、この時、前記吸収室１１２０内の前記膜めっき溶液及び前記気化された添加剤溶液は並流方式で混合される。なお、前記塔板１１２３は、有孔板に制限されるものではなく、フロート弁（ｆｌｏａｔ  ｖａｌｖｅ）塔板であることもできる。
【００１８】
前記薄膜堆積装置１２は、ガイド管１２１、ノズル１２２及び加熱台１２３を備える。前記ガイド管１２１は、前記吸収塔１１２の液体出口１１２６に連通されており、前記前駆体溶液を前記薄膜堆積装置１２に導入することに用いられる。前記ノズル１２２は、前記ガイド管１２１に接続される連接端１２４と、一端が前記連接端１２４に接続され且つ他端が前記加熱台１２３に向き合う噴出端１２５と、を備える。前記噴出端１２５の横断面の面積は、前記連接端１２４の横断面の面積より大きい。好ましくは、前記ノズル１２２が１つの回転シリンダーに接続されて、該回転シリンダーにより前記ノズル１２２を回転させて、前記ノズル１２２の噴射面積を増加する。前記加熱台１２３は、膜をめっきしようとする基板を積載し且つ加熱することに用いられる。前記前駆体溶液が大気に入ってもたらす環境汚染を防ぐために、前記ノズル１２２及び前記加熱台１２３は、全て密閉な堆積室１２６に設置される。前記堆積室１２６は、廃気を収集して処理することができる。
【００１９】
前記薄膜堆積装置１２が超音波霧化装置をさらに備えることが好ましい。前記超音波霧化装置は、前記ガイド管１２１と前記ノズル１２２との間に設置することができ、前記前駆体溶液をミクロン級別の霧滴に霧化してから前記ノズル１２２から噴出し、且つ膜をめっきしようとする基板の表面に薄膜を形成する。従って前記前駆体溶液を節約することができ、且つ薄膜の均一性も高める。
【００２０】
図２に示したように、膜をめっきしようとする基板１００の表面に前駆体溶液２００を噴射して、アルミニウムが混ぜられた酸化亜鉛薄膜を製造することを例として説明すると、前記薄膜製造システム１０の使用方法は、以下のステップを備える。
【００２１】
第一ステップ：膜めっき溶液２０１と添加剤溶液２０２を提供する。
【００２２】
０．０９ｍｏｌ/Ｌの酢酸亜鉛のアルコール溶液を前記膜めっき溶液２０１として前記液体貯蓄缶１１１に貯蓄する。適量の塩化アルミニウムをアルコールに溶解してから添加剤溶液２０２として前記収容キャビティ１１０１に収容する。前記添加剤溶液２０２の中の塩化アルミニウムの含有量は、酸化亜鉛薄膜が必要とするアルミニウムの混合量に基づいて定める。
【００２３】
第二ステップ：膜をめっきしようする基板１００を前記加熱台１２３に配置し、且つ前記基板１００を加熱する。前記基板１００の材質は、金属、ガラス、シリコン又はセラミックであることができる。本実施形態において、前記基板１００は、酸化アルミニウム材質であって、前記基板１００を３２０℃に加熱する。
【００２４】
第三ステップ：気化された添加剤溶液２０２が前記ガス入口１１２５から前記吸収塔１１２の吸収室１１２０に入って前記底部１１２２から前記頂部１１２１に向かって流動するとともに、前記バルブ１１１０を調節して適量の膜めっき溶液２０１を前記吸収塔１１２の吸収室１１２０に導入し、前記膜めっき溶液２０１は、前記頂部１１２１から前記底部１１２２に向かって流動しているところ、前記塔板１１２３で前記気化された添加剤溶液２０２と十分に均一に混合して、混合効果が優れた前駆体溶液２００を形成する。
【００２５】
前記収容キャビティ１１０１内の添加剤溶液２０２を１１０℃前後に加熱すると、前記添加剤溶液２０２は気化される。前記気化された添加剤溶液２０２が前記吸収塔１１２の底部１１２１のガス入口１１２５から前記吸収室１１２０に入るとともに、前記膜めっき溶液２０１は前記吸収塔１１２の頂部１１２１の液体入口１１２４から前記吸収室１１２０に入り、両者が約１時間ほど混合すると、前記膜めっき溶液２０１は前記気化された添加剤溶液２０２の大部分を吸収することができ、従って前駆体溶液２００を獲得する。具体的に説明すると、前記添加剤溶液２０２は、前記塔板１１２３の孔を経過する場合、小さい気流に分散され且つ気泡の形態で前記膜めっき溶液２０１に分散される。前記前駆体溶液２００は、前記吸収塔１１２の底部１１２１の液体出口１１２６から流れ出し、完全に吸収されなかった前記気化された添加剤溶液２０２は、前記吸収塔１１２の頂部１１２１のから排出される。
【００２６】
第四ステップ：前記前駆体溶液２００を前記薄膜堆積装置１２に導入して、加熱された前記基板１００の表面に薄膜を形成する
【００２７】
前記前駆体溶液２００は、前記ガイド管１２１を経て前記ノズル１２２の連接端１２４に到着し、且つ前記噴出端１２５から前記基板１００の表面に噴出する。この時、高温の前駆体溶液２００は、前記堆積室１２６内の酸素と接触し且つ酸化されて、前記基板１００の表面にアルミニウム元素が混合された酸化亜鉛薄膜を形成する。
【００２８】
本実施形態に係る薄膜製造システム１０により製造されたアルミニウム元素が混合された酸化亜鉛薄膜の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を、図３に示す。前記薄膜は、白色である。
【００２９】
従来の技術に比べて、前記薄膜製造システム１０の前駆体溶液製造装置１１は、添加剤溶液を気化させる気化装置１１０及び膜めっき溶液に前記気化された添加剤溶液を十分に吸収させる吸収塔１１２を備えるため、各々の組成部分が十分に混合された前駆体溶液２００を獲得することができ、従って前記薄膜堆積装置１２により均一な薄膜を形成することができる。前記薄膜製造システム１０は、前記前駆体溶液２００の組成成分を便利に制御することができる。
【００３０】
以上本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  薄膜製造システム
１１  前駆体溶液製造装置
１２  薄膜堆積装置
１１０  気化装置
１１１  液体貯蓄缶
１１２  吸収塔
１１３  マイクロウェーブ加熱装置
１２１  ガイド管
１２２  ノズル
１２３  加熱台
１２４  連接端
１２５  噴出端
１２６  堆積室
２００  前駆体溶液
２０１  膜めっき溶液
２０２  添加剤溶液
１１０１  収容キャビティ
１１０２  加熱部
１１１０  バルブ
１１２０  吸収室
１１２１  頂部
１１２２  底部
１１２３  塔板
１１２４  液体入口
１１２５  ガス入口
１１２６  液体出口
【図１】
2010156051.tif 000003
【図２】
2010156051.tif 000004
【図３】
2010156051.tif 000005