薄膜形成方法_2

文档序号:8491156阅读:来源:国知局
成膜时的原料的效率下降。间隙 较好是4~15mm,更好是5~12mm〇
[0043] 图1所示的原料气体供给装置10是使来自主原料喷嘴14的主原料气体和来自副 原料喷嘴16、16的副原料气体在玻璃基板Z上混合的后混合方式的原料供给装置。
[0044] 本发明的SiCV薄膜的形成方法中,自主原料喷嘴14供给的操作气体1除了含有 作为主原料气体的甲硅烷SiH 4之外,还以乙烯C2H4与该甲硅烷SiH4的摩尔浓度比C 2H4(摩 尔% )/SiH4(摩尔% )在3.2以下、较好是0· 1~3的量的条件含有乙烯C2H4。
[0045] 如上所述,使用作为将用于形成SiCV薄膜的原料预先混合而得的前体物质混合物 供给的预混合方式的原料气体供给装置的情况下,作为防止前体物质气体的起火、调节前 体物质混合物的反应速度的自由基捕获剂,必须以乙烯相对于甲硅烷的比例(乙烯/甲硅 烷)在约3:1~17:1的范围内、较好是约9:1的条件混合至前体物质气体中。
[0046] 与之相对,使用后混合方式的原料气体供给装置的情况下,分别供给作为主原料 气体的甲硅烷SiHjP作为副原料气体的氧O 2,在玻璃基板正上方使其混合,因此不需要使 用作为自由基捕获剂的乙烯,如果考虑到所形成的SiCV薄膜含有碳的可能性和含有碳时的 透光率下降的可能性,以往认为应该避免使用乙烯。
[0047] 然而,使自主原料喷嘴14供给的操作气体1除了含有作为主原料气体的甲硅烷 SiH4之外还含有微量乙烯C 2H4的情况下,确认SiO 2薄膜成膜速度提高。关于其原因,本发 明人认为如下。
[0048] 使操作气体1不含乙烯C2H4的情况下,甲硅烷SiH 4与氧O2在玻璃基板Z上剧烈 反应。其结果是,由反应生成的SiodA-部分未在玻璃基板z上形成Sio 2薄膜,而是粉体 化并分散于周围。另一方面,使操作气体1含有乙烯C2H4的情况下,玻璃基板Z上的甲硅烷 SiH 4与氧0 2的反应变得稳定。其结果是,粉体化并分散于周围的SiO 2减少,参与SiO 2薄膜 的形成的SiO2增加。因此,SiO 2薄膜的成膜速度提高。
[0049] 但是,使用后混合方式的原料气体供给装置的情况下,以预混合方式时作为自由 基捕获剂混合的量,即以相对于甲硅烷过量的条件混合乙烯的情况下,Sicv薄膜的成膜速 度显著下降。
[0050] 本发明人认为这是因为玻璃基板Z上的甲硅烷SiH4与氧0 2的反应变得过于稳定。
[0051] 通过使含有甲硅烷SiH4的操作气体1含有乙烯C2H 4,成膜速度提高。
[0052] 如果操作气体1中的乙烯C2H4的含量以与甲硅烷SiHjA浓度比C 2H4(摩尔% )/ SiH4(摩尔% )计多于3. 2,则气相中的甲硅烷SiH4与氧O2的反应被过度抑制,SiO2薄膜的 成膜速度反而下降。
[0053] 操作气体1中的乙烯C2H4的含量较好是以与甲硅烷SiHjA浓度比C 2H4 (摩尔% )/ SiH4 (摩尔% )计达到0.2~3. 2的量,更好是0.5~3. 2。
[0054] 因此,操作气体1作为甲硅烷SiH4、乙烯C2H4和稀有气体的混合气体自主原料喷嘴 14供给。
[0055] 在此,操作气体1中的甲硅烷SiH4浓度较好是0. 60~1. 75摩尔%。
[0056] 如果操作气体1中的甲硅烷5以4浓度高于1. 75摩尔%,则SiO 2薄膜的成膜速度 反而下降。
[0057] 操作气体1中的甲硅烷SiH4浓度更好是0. 60~1. 50摩尔%。
[0058] 自副原料喷嘴16、16供给的操作气体2通常仅供给作为副原料气体的氧O2,但只 要不使SiCV薄膜的成膜速度显著下降,可含有稀有气体。使操作气体2含有稀有气体的情 况下,操作气体2中的氧0 2存在足够反应的量即可,其浓度较好是5摩尔%以上,更好是10 摩尔%以上。作为所述稀有气体,可例举氮、氩、氦等。
[0059] 本发明中,自主原料喷嘴14供给的操作气体1中的甲硅烷5以4与自副原料喷嘴 16、16供给的操作气体2中的氧02的摩尔比02/SiH4较好是5以上,更好是20以上。
[0060] 如果操作气体1中的甲硅烷SiH4与操作气体2中的氧02的摩尔比0 2/SiH4低于5, 则会产生成膜速度变慢等问题。
[0061] 只要操作气体1中的甲硅烷SiH4与操作气体2中的氧02的摩尔比0 2/SiH4是满足 反应需要的摩尔比即可,上限无特别限定,通常为250以下。
[0062] 本发明中,从使SiCV薄膜的成膜速度提高的角度来看,自主原料喷嘴14供给的操 作气体1的吐出流速和自副原料喷嘴16、16供给的操作气体2的吐出流速较好是进行调节 而达到适当的条件。
[0063] 本发明中,较好是使操作气体1的吐出流速(N · cm/s)与操作气体2的吐出流速 (N · cm/s)的比为 1:2 ~10:1。
[0064] 如果操作气体1的吐出流速(N · cm/s)以与操作气体2的吐出流速(N · cm/s)的 比计低于1:2,则SiCV薄膜的成膜速度可能会下降。
[0065] 操作气体1的吐出流速(N · cm/s)以与操作气体2的吐出流速(N · cm/s)的比计 高于10:1时,SiCV薄膜的成膜速度也可能会下降。
[0066] 操作气体1的吐出流速(N · cm/s)与操作气体2的吐出流速(N · cm/s)的比更好 是1:2~4:1,进一步更好是1:1~4:1
[0067] 本发明中,较好是自主原料喷嘴14供给的操作气体1的吐出流速在ΙΟΝ ·αιι/8以 上。由于操作气体1达到基板的量减少等原因,成膜速度变得过低。另一方面,对操作气体 1的吐出速度未特别设定上限,但如果过高,则反而成膜速度下降或对膜的外观造成不良影 响,只要在不会发生这些问题的范围内设定即可。操作气体1的吐出速度通常为200Ν ·_/ s以下。
[0068] 本发明中,较好是自副原料喷嘴16、16供给的操作气体2的吐出流速在ION · cm/ s以上。如果操作气体2的吐出速度低,则由于O2达到基板的量减少等原因,成膜速度变得 过低。另一方面,对操作气体2的吐出速度未特别设定上限,但如果过高,则反而成膜速度 下降或对膜的外观造成不良影响,只要在不会发生这些问题的范围内设定即可。操作气体 2的吐出速度通常为200N · cm/s以下。
[0069] 本发明中,较好是供给操作气体1、2时的玻璃基板Z的温度为500~650°C。
[0070] 如果玻璃基板Z的温度低于500°C,则甲硅烷SiH4与氧O 2的反应速度下降,存在 成膜速度变得过小等问题。另一方面,如果玻璃基板Z的温度高于650°C,则接近玻璃基板 的应变点和软化点,存在对基板造成不良影响等问题。
[0071] 从与玻璃板制造中的在线操作的整合性来看,玻璃基板Z的温度更好是540°C以 上,620°C以下。
[0072] 以下,进一步记载本发明的SiCV薄膜的形成方法。
[0073] <玻璃基板>
[0074] 通过本发明的方法形成SiCV薄膜的玻璃基板无特别限定,可根据形成SiO2薄膜的 目的而使用各种玻璃基板。
[0075] 作为碱阻隔层而形成SiCV薄膜的情况下,玻璃基板为主要含有碱成分的玻璃基 板,可例举由钠钙硅酸盐玻璃形成的玻璃基板。形成SiCV薄膜后,如果形成氧化锡膜作为 透明导电膜,则该SiCV薄膜还可起到中间折射率层的作用。
[0076] 此外,这样的作为中间折射率层的SiCV薄膜也可形成于不含碱成分的无碱玻璃基 板上。
[0077] < 5102薄膜>
[0078] 形成于玻璃基板上的SiCV薄膜的膜厚可根据形成SiO 2薄膜的目的适当选择。
[0079] 作为碱阻隔层或中间折射率层而形成SiO2薄膜的情况下,其膜厚较好是20~ IOOnm0
[0080] 作为构成防反射层的一部分的层、构成多层紫外线(UV)阻隔层的一部分的层、构 成多层红外线(IR)阻隔层的一部分的层、隔热效果良好的Low-E(低辐射)玻璃的表面层 形成SiCV薄膜的情况下,分别较好是以下的膜厚。
[0081] 构成三层防反射膜的一部分的层:80~120nm
[0082] 构成四层防反射膜的一部分的层:70~IlOnm
[0083] 构成多层UV阻隔层的一部分的层:40~80nm
[0084] 构成多层IR阻隔层的一部分的层:200nm以下
[0085] Low-E玻璃的表面层:20~220nm 实施例
[0086] 以下,使用实施例对本发明进行详细说明。
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