(57)【要約】【課題】安価な構成で、各層の膜厚・組成を正確に制御した高品質な多層膜を作製することができる酸化物薄膜形成用スプレー装置及び酸化物多層膜の製造方法を提供すること。【解決手段】原料貯蔵部１１、ポンプ１２及び流量計１３を備える原料供給部１０を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を噴霧部たる共通の原料供給口１９に供給するように構成するか、又は、各系統の原料供給部１０からの原料を各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口１０に供給するように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料貯蔵部、原料を押し出すポンプ、及び原料量を制御する流量計を含む原料供給部と、該原料供給部からの原料を基板保持部に保持され、且つヒータにより加熱された基板上に噴霧して薄膜を形成する原料供給口とを有する酸化物薄膜形成用スプレー装置において、
前記原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を噴霧部たる共通の原料供給口に供給するように構成したことを特徴とする酸化物薄膜形成用スプレー装置。
【請求項２】
原料貯蔵部、原料を押し出すポンプ、及び原料量を制御する流量計を含む原料供給部と、該原料供給部からの原料を基板保持部に保持され、且つヒータにより加熱された基板上に噴霧して薄膜を形成する原料供給口とを有する酸化物薄膜形成用スプレー装置において、
前記原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える独立した原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給するように構成したことを特徴とする酸化物薄膜形成用スプレー装置。
【請求項３】
複数組成の酸化物薄膜を形成するに当たり、その組成の種類毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して噴霧部たる共通の原料供給口に供給し、ヒータによって加熱された基板上に噴霧することにより、基板上に複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜することを特徴とする酸化物多層膜の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の酸化物多層膜の製造方法において、
形成される酸化物多層膜が、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3又はＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9のうちから選択された薄膜であることを特徴とする酸化物多層膜の製造方法。
【請求項５】
異種材料の多層膜を形成するに当たり、その異種材料毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給し、該原料供給口からヒータによって加熱された基板上に前記系統を切り替えて原料を噴霧することにより、基板上に異種材料による多層膜を形成することを特徴とする酸化物多層膜の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の酸化物多層膜の製造方法において、
形成される酸化物多層膜の一つが、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9の群から選択された薄膜であり、
形成される他の酸化物多層膜の一つが、超伝導薄膜、磁性体薄膜としてのＦｅ3Ｏ3であるか、又は金属酸化物薄膜としてのＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の群から選択された薄膜であることを特徴とする酸化物多層膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物多層膜、特に強誘電体薄膜の圧電特性を利用した圧電アクチュエータや圧電センサ、更に焦電センサ、分極特性を利用した不揮発メモリなどの酸化物多層膜を形成するに適した酸化物薄膜形成用スプレー装置及び酸化物多層膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
強誘電体材料は、優れた強誘電特性・焦電性・圧電性、電気光学特性、そして高い誘電率を備えており、強誘電体不揮発性メモリ（次世代メモリ）、圧電性を利用した圧電センサ・圧電アクチュエータ・表面弾性波デバイス、赤外線センサ、ＤＲＡＭのキャパシタや電気光学的特性を利用した光偏光素子、等広い応用範囲を有している。そして、今日の電子デバイス等の小型化、軽量化、省電力化が進む中、これらの機能をもった薄膜材料の開発が活発に行われている。
【０００３】
強誘電体薄膜の作製方法として、ゾルゲル法（スピンコート法、ディッピング法、スプレー法）、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）、レーザーアブレーション法、等がある。現在では、ゾルゲル法やスパッタリング法で実用化されつつあるが、特にゾルゲル法は安価な膜を成膜する方法として利用されている。
【０００４】
例えば特開平６−１１９８１２号公報（特許文献１参照）には、スプレー法等により有機金属化合物の溶液を基板上に塗布し、熱処理を施して強誘電体薄膜を結晶化させ、次にそれとは異なる組成を有する溶液を塗布した後、より低い温度で焼成を行い、平滑な表面を持つ多層強誘電体薄膜を作成する方法が開示されている。
【０００５】
また、単独の原料供給部と原料供給口を持つスプレー装置については、特開２００１−２６８８５号公報（特許文献２参照）に、基板表面に原料溶液を圧縮空気と共に噴霧するノズル（噴霧部）を備えた薄膜形成装置として記載されている。
【０００６】
従来の単独の原料供給部と原料供給口を持つスプレー装置について、図４を用いながら説明する。スプレー装置は、原料貯蔵部２４の原料をポンプ１２にて押し出し、その流量を流量計１３により制御しながら原料を供給する原料供給部２３と、この原料供給部２３からの原料を受け、該原料を基板保持部２０に保持され、且つヒータ２１により加熱された基板２２上に噴霧して薄膜を形成する噴霧部（霧化部）としての原料供給口１９とを有する。
【０００７】
詳述するに、スプレー装置は、原料供給部２３と、キャリアガス供給部１５と、噴霧部としての原料供給口１９と、基板保持部２０から構成されている。原料供給部２３は、原料貯蔵部２４と、ポンプ１２と流量計１３と配管１４から成る。原料貯蔵部２４からポンプ１２により押し出された金属アルコキシド、金属塩により選ばれる有機金属化合物の溶液の量を、流量計１３によって制御する。
【０００８】
また、キャリアガス供給部１５として、例えば圧縮ガス生成・供給装置１６と、流量計１７と、配管１８から成る系統を備えている。キャリアガスの流量を流量計１７で制御し、圧縮ガス生成・供給装置１６によって、配管１８を介して、噴霧部としての原料供給口１９に同様に送られる。原料供給口１９の噴霧部（霧化部）は二流体式スプレーガンにより構成されている。
【０００９】
基板保持部２０には基板２２が保持されており、基板保持部２０に備えられたヒータ２１によって、所定の温度に加熱される。その際、基板２２の側面に接触させたシース型熱電対（図示せず）によって基板２２の温度が測定され、ＰＩＤコントロールによって、ヒータ２１が通電制御される。これによって、酸化物原料を基板２２に噴霧していない状態における基板２２の温度が、所定の一定の加熱温度に保持される。尚、基板２２の加熱温度とは、このような酸化物原料を基板に噴霧していない状態における基板２２の温度を意味する。
【特許文献１】特開平６−１１９８１２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、多層膜を各層の膜厚・組成を正確に制御して作製しようとした場合、従来の酸化物多層膜の製造方法やスプレー装置では、次のような課題がある。
【００１１】
スピンコート法やディッピング法は、安価な装置で薄膜を形成することができるが、各層の膜厚・組成を正確に制御した多層膜を作製することができない。
【００１２】
これに対しスプレー法の場合、安価に薄膜を形成することができるが、現在市販されているスプレー装置は、１つの原料供給部と１つの原料供給口を有しているだけであり、単一組成の薄膜を連続的に成長する用途でのみ使われている。このような単独の原料供給部と原料供給口を持つスプレー装置を使って多層膜を積層させようとすると、原料の入れ替えが必要となるので、原料供給部などの洗浄などの新たな工程が必要となる。また、仮に洗浄などを行って第二層目を成膜したとしても、第一層目と第二層目の成膜時間の大幅なズレがあるために、第一層目の表面が変質し、第一層目と第二層目の界面で何らかの不具合が生じる可能性がある。従って、連続して積層させ、且つ各層の膜厚・組成を正確に制御することは不可能である。
【００１３】
一方、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）、レーザーアブレーション法は、各層の膜厚・組成を正確に制御した多層膜を作製できるが、装置価格が非常に高く、安価な膜の作製には対応できない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＭＯＣＶＤ法やスパッタリング法のような手間と時間のかからない安価な構成で、各層の膜厚・組成を正確に制御した高品質な多層膜を作製することができる酸化物薄膜形成用スプレー装置及び酸化物多層膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１６】
請求項１の発明に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置は、原料貯蔵部、原料を押し出すポンプ、及び原料量を制御する流量計を含む原料供給部と、該原料供給部からの原料を、基板保持部に保持され、且つヒータにより加熱された基板上に噴霧して薄膜を形成する原料供給口とを有する酸化物薄膜形成用スプレー装置において、前記原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を噴霧部たる共通の原料供給口に供給するように構成したことを特徴とする。これは次の二つの形態が含まれる。第一は、ポンプと流量計から成る直列回路が複数組直列に接続され、その各組の直列回路の上流側に原料貯蔵部が一個ずつ接続されている形態（図１参照）であり、第二は、原料貯蔵部、ポンプ及び流量計から成る直列回路が複数組並列に接続され、その各組の直列回路の下流側端に混合部を介して共通の原料供給口が接続されている形態（図１参照）である。
【００１７】
請求項２の発明に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置は、原料貯蔵部、原料を押し出すポンプ、及び原料量を制御する流量計を含む原料供給部と、該原料供給部からの原料を、基板保持部に保持され、且つヒータにより加熱された基板上に噴霧して薄膜を形成する原料供給口とを有する酸化物薄膜形成用スプレー装置において、前記原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える独立した原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給するように構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明に係る酸化物多層膜の製造方法は、複数組成の酸化物薄膜を形成するに当たり、その組成の種類毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して噴霧部たる共通の原料供給口に供給し、ヒータによって加熱された基板上に噴霧することにより、基板上に複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜することを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項３記載の酸化物多層膜の製造方法において、形成される酸化物多層膜が、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3又はＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9のうちから選択された薄膜であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明に係る酸化物多層膜の製造方法は、異種材料の多層膜を形成するに当たり、その異種材料毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給し、該原料供給口からヒータによって加熱された基板上に前記系統を切り替えて原料を噴霧することにより、基板上に異種材料による多層膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５記載の酸化物多層膜の製造方法において、形成される酸化物多層膜の一つが、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9の群から選択された薄膜であり、形成される他の酸化物多層膜の一つが、超伝導薄膜、磁性体薄膜としてのＦｅ3Ｏ3であるか、又は金属酸化物薄膜としてのＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の群から選択された薄膜であることを特徴とする。
【００２２】
＜発明の要点＞
本発明の酸化物薄膜形成用スプレー装置は、原料貯蔵部と、原料を押し出すポンプと、原料量を制御する流量計とを含む原料供給部と、原料を基板上に噴霧して薄膜を形成するための原料供給口と、基板を保持するための基板保持部と、基板保持部に備えられた基板を加熱するためのヒータを有するスプレー装置において、複数の原料供給部を備える構成としたものであり、これには複数の原料供給部に対し共通の原料供給口を備えた形態と、複数の独立した原料供給部とこれに対応した専用の原料供給口を備える形態が含まれる。従って、各原料貯蔵部に貯蔵される原料は、例えば、強誘電体薄膜のＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9を形成する原料か、超伝導薄膜、磁性体薄膜のＦｅ3Ｏ3などを形成する原料か、その他金属酸化物薄膜のＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3などを形成する原料の、いずれかである。
【００２３】
本発明は、スプレー装置が、複数の原料供給部と、共通の又は対応する複数の原料供給口を有することから、自由な成膜タイミングや時間を容易に設定し、各層の膜厚・組成を正確に制御した多層膜を連続的に成長することができる。従って本発明によれば、安価な装置構成で、酸化物薄膜を作製する際に各層の組成制御や成長速度を制御し、高品質な膜を、成膜時間をかけずに再現することができる。
【００２４】
本発明における多層膜とは、スプレー装置で作製可能な酸化物薄膜のことを言う。スプレー装置を用いて作製する酸化物薄膜の原料溶液となるのは、出発原料として金属無機塩の水またはアルコール溶液、あるいは有機金属酸化物や有機酸塩の有機溶剤系溶液が用いられている。原料化合物（溶質）は液相中でイオン、オリゴマー、クラスターあるいはゾルとして存在する。前述したもの以外でも、スプレー装置を作製する酸化物薄膜の原料溶液となり得るものであれば多層膜の作製は可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項１の発明に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置によれば、原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を噴霧部たる共通の原料供給口に供給するように構成したので、複数組成の酸化物薄膜を順次連続的に成膜することができる。
【００２７】
請求項２の発明に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置によれば、原料貯蔵部、ポンプ及び流量計を備える独立した原料供給部を複数系統備え、各系統の原料供給部からの原料を各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給するように構成したので、複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜できるだけでなく、異種材料による多層膜を容易に形成することができる。
【００２８】
請求項３の発明に係る酸化物多層膜の製造方法によれば、複数組成の酸化物薄膜を形成するに当たり、その組成の種類毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して噴霧部たる共通の原料供給口に供給し、ヒータによって加熱された基板上に噴霧することにより、基板上に複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜する。このため、例えば形成される酸化物多層膜が、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3又はＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9のうちから選択された酸化物多層膜を形成するのに適する（請求項４）。
【００２９】
請求項５の発明に係る酸化物多層膜の製造方法によれば、異種材料の多層膜を形成するに当たり、その異種材料毎の原料貯蔵部を用意し、その各原料貯蔵部の原料をポンプにより流量計を介して各系統毎に用意した噴霧部たる個別の原料供給口に供給し、該原料供給口からヒータによって加熱された基板上に前記系統を切り替えて原料を噴霧することにより、基板上に異種材料による多層膜を形成する。このため、例えば形成される酸化物多層膜の一つが、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9の群から選択された薄膜であり、形成される他の酸化物多層膜の一つが、超伝導薄膜、磁性体薄膜としてのＦｅ3Ｏ3であるか、又は金属酸化物薄膜としてのＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の群から選択された薄膜を形成するのに適する（請求項６）。
【００３０】
このように、本発明によれば、スピンコート法などで成膜したのと同等の膜質を維持しつつ、ＭＯＣＶＤ法やスパッタリング法のような手間と時間がかからず、且つ安価な装置で、強誘電体薄膜を始めとする酸化物多層膜の各層の膜厚・組成を正確に制御した高品質な多層膜を連続的に成長することができる。また、連続的に成膜できることから、製造工程の簡素化につながり、この面からも安価に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３２】
＜実施形態１＞
図１に第一の実施形態に係る酸化物薄膜形成のためのスプレー装置を示す。このスプレー装置は、原料貯蔵部１１の原料をポンプ１２にて押し出し、その流量を流量計１３により制御しながら原料を供給する三系統の原料供給部１０と、これら３つの原料供給部１０からの原料を受け、該原料を基板保持部２０に保持され、且つヒータ２１により加熱された基板２２上に噴霧して酸化物多層膜３０の薄膜を形成する共通の一つの原料供給口１９とを有する。
【００３３】
詳述するに、このスプレー装置は、原料貯蔵部１１と、原料を押し出すポンプ１２と、原料量を制御する流量計１３とを含んで成る三系統の原料供給部１０を有する。この第一の実施形態に係るスプレー装置の場合、三系統の原料供給部１０は直列的に接続されている。すなわち、ポンプ１２と流量計１３から成る直列回路が三組直列に接続され、その各組の直列回路の上流側に原料貯蔵部１１が一個ずつ接続されている。この回路構成は、配管１４中で原料同士が混ざっても問題のない原料を扱う場合に採ることができる。
【００３４】
次に、他の系統として、圧縮ガス生成・供給装置１６から流量計１７を経て配管１８により圧縮ガスを供給するキャリアガス供給部１５が設けられている。
【００３５】
上記原料供給部１０の配管１４及び上記キャリアガス供給部１５の配管１８の下流端には、それらから供給される原料及びキャリアガスを受け、原料をキャリアガスと共に噴霧して基板２２上に薄膜を形成する噴霧部としての原料供給口１９が設けられている。
【００３６】
この原料供給口１９の下方には基板保持部２０が配設され、該基板保持部２０によりその上面に基板２２が保持されると共に、該基板保持部の内部に備えられたヒータ２１により、基板２２が加熱されるように構成されている。
【００３７】
この図１に示した酸化物薄膜形成用のスプレー装置は、直列に接続された複数の原料供給部１０を有しているため、複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜することが可能となる。この実施形態では３つの原料供給部１０を有しており、三組成の酸化物薄膜を連続的に成膜することができる。例えば、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3（通常ＰＺＴと言われている）のような３成分系の酸化物薄膜を組成を変えて積層させようとする場合、３つの原料供給部１０を用意し、各原料貯蔵部１１にそれぞれＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉの金属アルコキシド溶液を入れ、各層毎に組成を変えて噴霧し、基板２２上に多層膜を形成する。
【００３８】
このような複数の原料供給部１０を備えたスプレー装置を用いて作製可能な二成分以上の酸化物薄膜としては、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9や金属酸化物薄膜としてのＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3などがある。
【００３９】
＜実施形態２＞
図２に第二の実施形態を示す。このスプレー装置は、原料貯蔵部１１の原料をポンプ１２にて押し出し、その流量を流量計１３により制御しながら原料を供給する独立した三系統の原料供給部１０と、これら３つの原料供給部１０からの原料を受け、該原料を基板保持部２０に保持され、且つヒータ２１により加熱された基板２２上に噴霧して酸化物多層膜３０の薄膜を形成する共通の一つの原料供給口１９とを有する。
【００４０】
この実施形態では、原料貯蔵部１１と、原料を押し出すポンプ１２と、原料の量を制御する流量計１３とを含んで成る三系統の原料供給部１０が独立に設けられ、それぞれ配管１４ａ、１４ｂ、１４ｃにより、これら３つの原料供給部１０からの原料を一旦共通の原料混合部２５に受け、ここで均一に混合して共通の原料供給口１９に導入する構成となっている。この第二の実施形態に係るスプレー装置の場合、三系統の原料供給部１０は並列的に接続されている。すなわち、原料貯蔵部１１、ポンプ１２及び流量計１３から成る直列回路が三組並列に接続され、その各組の直列回路の下流側端に原料混合部２５を介して共通の原料供給口１９が接続されている。この回路構成は、配管中で原料同士が混ざることを避けたい場合に採ることができる。
【００４１】
このような複数の原料供給部１０を備えたスプレー装置を用いて作製可能な二成分以上の酸化物薄膜としては、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9や金属酸化物薄膜としてのＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3などがある。
【００４２】
＜実施形態３＞
図３に第三の実施形態を示す。このスプレー装置は、原料貯蔵部１１の原料をポンプ１２にて押し出し、その流量を流量計１３により制御しながら原料を供給する独立した二系統の原料供給部１０と、これら各系統毎に用意された個別の原料供給口１９であって、各系統の原料供給部１０からの原料を受け、該原料を基板保持部２０に保持され、且つヒータ２１により加熱された基板２２上に噴霧して酸化物多層膜３０の薄膜を形成する独立した個別の原料供給口１９とを有する。また、二系統の原料供給部１０毎に、圧縮ガス生成・供給装置１６から流量計１７を経て配管１８により、上記原料供給口１９に圧縮ガスを供給するキャリアガス供給部１５が個別に設けられている。
【００４３】
この実施形態では、原料貯蔵部１１と、原料を押し出すポンプ１２と、原料量を制御する流量計１３とを含んで成る二系統の原料供給部１０が独立に設けられ、それぞれ配管１４ａ、１４ｂにより、これら２つの原料供給部１０からの原料を、系統毎に用意された個別の原料供給口１９に導入する構成となっている。この第三の実施形態に係るスプレー装置の場合、二系統の原料供給部１０は完全に独立している。すなわち、原料貯蔵部１１、ポンプ１２及び流量計１３から成る直列回路の下流側端に、個々の専用の原料供給口１９が接続されている。この回路構成は、異種材料の薄膜を多層に成膜する場合に適している。
【００４４】
すなわち、図３に示す酸化物薄膜形成のためのスプレー装置は、独立した複数の、厳密に言えば各２つの原料供給部１０と原料供給口１９を有しているため、複数組成の酸化物薄膜を連続的に成膜することに加えて、金属材料の異なる多層膜も成膜可能となる。例えば、ＰＺＴのような３成分系の酸化物薄膜と、ＴｉＯ2の膜を積層させようとする場合、２つの原料供給部１０の各原料貯蔵部１１にそれぞれＰＺＴとＴｉＯ2の金属アルコキシド溶液を入れ、各系統ラインとつながった原料供給口１９からそれぞれ噴霧させ、異種材料による多層膜を形成することができる。
【００４５】
上記ケースを含め、本実施形態の独立した二系統の原料供給部１０を備えたスプレー装置は、基板上に異種材料による多層膜を形成する場合に利用される。例えば、作製する酸化物多層膜の一つが、強誘電体薄膜としてのＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＳＢＴ、ＢＩＴ、ＢＳＴ、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＢｉ2Ｎｂ2Ｏ9の群から選択された一つの膜であり、作製する他の酸化物多層膜の一つが、超伝導薄膜、磁性体薄膜としてのＦｅ3Ｏ3であるか、又は金属酸化物薄膜としてのＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の群から選択された一つの膜である場合である。
【００４６】
図１〜図３に示すスプレー装置に付属している原料供給口は、その原料発射部に金属などの任意の大きさのメッシュ状部品を取り付けることが好ましい。従来、原料供給口から出てくる溶液はミスト状になっているが、その粒径などはおおよその値しか分かっていない。しかし、供給口の原料発射部に金属などの任意の大きさのメッシュ状部品を取り付けると、これによってミスト粒径が制御することができ、より高品質の膜が成膜可能となる。
【００４７】
上記実施形態では強誘電体薄膜を成膜する場合を例にして説明したが、本発明は強誘電体薄膜に限定されているものではなく、超伝導薄膜、磁性体薄膜、その他金属酸化薄膜、等にも応用できるものである。
【００４８】
また上記実施形態の酸化物薄膜形成用スプレー装置では、３つ又は２つの原料供給部１０を有する場合を例にして説明したが、原料供給部１０の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じ複数個すなわち２個又は３個以上設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置の概要を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置の概要を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置の概要を示す図である。
【図４】従来技術に係る酸化物薄膜形成用スプレー装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  原料供給部
１１  原料貯蔵部
１２  ポンプ
１３  流量計
１４  配管
１９  原料供給口（噴霧部）
２０  基板保持部
２１  ヒータ
２２  基板
【図１】
2005217217.tif 000003
【図２】
2005217217.tif 000004
【図３】
2005217217.tif 000005
【図４】
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