帶電的原料粒子P的微細(xì)粒子到達(dá)基材S，則在基材S的表面上，存在伴隨 著發(fā)光產(chǎn)生放電現(xiàn)象的情況。即使在運(yùn)種情況下，在等離子體中的瓣射作用下，微細(xì)粒子進(jìn) 一步分解，其粒子堆積在基材上。由此，實(shí)現(xiàn)了膜的致密性W及附著性的進(jìn)一步提高。
[0086] 通過臺架驅(qū)動機(jī)構(gòu)8,使臺架7沿基材S的面內(nèi)方向W規(guī)定速度往復(fù)移動。由此， 能夠在基材S表面的期望區(qū)域形成被膜。在本實(shí)施方式中，臺架7在與X軸向即氣體流動 方向上平行地往復(fù)移動，所W能夠得到膜厚隨著離開祀19而變大的厚度分布。由此，在成 膜后，確認(rèn)在成膜區(qū)域內(nèi)由膜厚差引起的光的干設(shè)條紋。
[0087] 圖3是比較例的成膜裝置100的概略結(jié)構(gòu)圖。在下文中，與使用該成膜裝置100 的成膜方法進(jìn)行比較，從而說明本實(shí)施方式的成膜方法。 陽08引再有，在圖3中，對與圖1對應(yīng)的部分附加相同的附圖標(biāo)記，在此省略詳細(xì)說明。
[0089] 圖3所示的成膜裝置100在不包括祀19運(yùn)一點(diǎn)與本實(shí)施方式的成膜裝置1有所 不同。即比較例的成膜裝置100構(gòu)成為，噴嘴18配置與在臺架7上的基材S對置的位置， 從噴嘴18噴射的氣溶膠A'直接照射在基材S的表面上。
[0090] 在圖4中概略地表示通過比較例的成膜裝置100形成的膜的構(gòu)造。
[0091] 通過比較例的成膜裝置100形成的膜F1，雖然相對于基材S的附著力較高，但因?yàn)?混雜有粒子尺寸不同的各種原料粒子P1，在粒子間形成較多的間隙。因?yàn)檫\(yùn)是向基材S直 接吹附氣溶膠而成膜的方法，所W認(rèn)為初期的粒子尺寸的原料粉，在與噴嘴內(nèi)面的摩擦而 帶電的原料粒子與基材之間的放電產(chǎn)生的瓣射作用而生成的微細(xì)粉同時堆積。因此，不僅 難W提高形成的膜的致密度，隨著膜的位置不同而產(chǎn)生致密度的差異，不能確保穩(wěn)定的膜 質(zhì)。
[0092] 與此相對，根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置1所使用的成膜方法，因?yàn)闅馊苣z一但照 射祀19,則提高了原料粒子P的帶電效率。由此，在到達(dá)基材的原料粒子中，帶電的微細(xì)原 料粒子量的比例增加，能夠如圖5所示那樣在基材S上堆積一樣的納米尺寸（粒徑例如為 SnmW上15nmW下）的粒子P2。W上述方式，能夠一邊確保相對于基材S的附著性，一邊 形成在粒子間的間隙較少且致密的膜F2。
[0093] 此外，根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)槭乖陟?9W及基材S表面附近通過瓣射現(xiàn)象生成的 納米粒子堆積在基材S上，所W提高了每個粒子的獨(dú)立分散性，由此，能夠在基材S上形成 粒度分布一樣的膜。
[0094] 為實(shí)現(xiàn)成膜率的提高，優(yōu)選為提高原料粒子的帶電效率，或在載氣中使用放電電 壓較低的氣體種類。運(yùn)是由于放電電壓越低則離子的生成效率越高，由此提高原料粒子的 瓣射效率，促進(jìn)微細(xì)粒子的生成。典型地，W氣作為放電電壓較低的氣體，與例如氮等氣體 相比，放電電壓能夠較低。
[0095] 此外，在原料粒子為氧化物的情況下，由等離子體中的離子的瓣射作用導(dǎo)致存在 容易產(chǎn)生缺氧的趨勢。在運(yùn)種情況下，形成的膜的絕緣性降低，難W穩(wěn)定地形成作為目標(biāo)的 具有絕緣耐壓性的氧化物薄膜。因此，通過向載氣混合氧等氧化性氣體（例如5%W上）， 或是載氣本身使用該氧化性氣體，能夠抑制由等離子體的瓣射作用導(dǎo)致的缺氧。由此，能夠 確保膜中的氧濃度，例如，形成絕緣耐壓性優(yōu)良的薄膜。
[0096] 另一方面，載氣的壓力對等離子體的生成，即產(chǎn)生放電有所影響。若沒有氣體成分 (若為高度真空），則不能維持正離子和電子的共存狀態(tài)的等離子體。因此在本實(shí)施方式 中，設(shè)定載氣的流量，從而使成膜室3的壓力變?yōu)槔?0化W上3kPaW下。由此，使等離 子體的生成W及維持穩(wěn)定化，能夠穩(wěn)定地形成W均勻的粒子尺寸構(gòu)成的膜。
[0097] 進(jìn)而，也可W在生成氣溶膠之前，在生成室2內(nèi)，真空加熱原料粒子Pl至300°CW 上。由此，能夠促進(jìn)原料粒子Pl的吸附水或結(jié)合水、碳酸類吸附的脫離，從而將氣體輸送的 原料粒子Pl的濃度W及摩擦帶電量最佳化。此外，因?yàn)樵谏蓺馊苣z的容器內(nèi)實(shí)施原料粒 子Pl的真空加熱，在上述脫離處理之后，能夠W原料粒子Pl不暴露在大氣中的方式生成氣 溶膠。
[009引[形成膜]
[0099] 在薄膜電子設(shè)備的實(shí)用化中，提高覆膜的絕緣性是在層壓設(shè)備設(shè)計(jì)上重要的開發(fā) 項(xiàng)目，迫切希望形成薄且高擊穿電場強(qiáng)度的覆膜。例如氧化侶是兼具絕緣特性和low-k(低 介電常數(shù)）的材料，其單位體積的擊穿電場強(qiáng)度為100~160kV/cm。為應(yīng)對精細(xì)薄膜器件 制造等，雖然氧化侶絕緣膜W10ymW下的厚度需要3kVW上的耐電壓，但其擊穿電場強(qiáng)度 相當(dāng)于塊體的約20倍的3MV/cmW上。 陽100] 考慮致密地結(jié)合微細(xì)的陶瓷納米粒子的構(gòu)造因?yàn)樵黾咏Y(jié)合界面，與塊體相比絕緣 電阻在理論上變高。為得到與塊體相比更高的擊穿電場強(qiáng)度，需要形成納米粒子構(gòu)造保留， 并且該納米粒子致密結(jié)合的覆膜。此外，為了保留納米粒子性，該成膜過程必須低溫化。 陽101] 根據(jù)本實(shí)施方式的成膜方法，如上述那樣，將原料粒子的氣溶膠向祀照射來生成 等離子體，通過伴隨放電的瓣射作用實(shí)現(xiàn)原料粒子的帶電W及納米粒子的微細(xì)化。由此，如 圖5所示，能夠得到納米尺寸的結(jié)晶粒子P2的集合體膜即覆膜F2。在膜中，毫無疑問也可 W混雜有與結(jié)晶粒子P2相比微細(xì)的粒子，或是與結(jié)晶粒子P2相比稍大的粒子。在W平均 粒徑0. 5ym的氧化侶原料粒子進(jìn)行膜形成的情況下，已確認(rèn)結(jié)晶粒子P2的平均粒徑為5nm W上 25nmW下。 陽102] 因此，在基材S上形成的膜的致密性相對于比較例的成膜方法自不必言，與CVD法 或瓣射法等其它的薄膜形成方法相比也并不遜色。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠形成具有塊體的 十倍W上的擊穿電場強(qiáng)度的氧化侶膜。特別是，已確認(rèn)形成膜厚0. 5ym并具有3MV/cmW 上的擊穿電場強(qiáng)度的氧化侶薄膜，該值相當(dāng)于塊體的20倍。并且，與瓣射法相比，成膜速度 快二十倍。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠穩(wěn)定地形成直流電阻為IXIQiiQW上IX1〇12QW 下的高電阻的絕緣膜。 陽103] 此外，根據(jù)本實(shí)施方式的成膜方法，在基材S的表面形成的覆膜F2,與其說是通過 原料微粒碰撞基材S的表面而得的機(jī)械式的附著作用，不如說是原料微粒相對于基材S的 表面（或者在該表面上形成的微粒膜）的靜電的吸附作用占支配的地位?；腟的表面具 有在成膜前后一樣的表面性狀，因此在基材S的表面不會形成由與原料微粒的碰撞導(dǎo)致的 凹凸變形的錯部，從而能夠制成形成有附著性優(yōu)良的覆膜F2的結(jié)構(gòu)體。圖6是表示在娃基 材與在其上形成的氧化侶微粒膜的邊界區(qū)域的TEM像。
[0104] 此外，通過本實(shí)施方式的成膜方法形成的氧化侶薄膜，透明性較高，組合了氧化侶 所具有的高強(qiáng)初性、絕熱性，例如，能夠作為在建筑工業(yè)或汽車工業(yè)等中的玻璃原材料的隔 熱包覆膜來使用。此外，在電子工業(yè)、信息通信工業(yè)W及航空、宇宙工業(yè)等中，為了進(jìn)行忍片 部件的進(jìn)一步比例縮小，高強(qiáng)度、薄并且擊穿電壓高的氧化侶絕緣膜能夠用于忍片的外部 包覆。進(jìn)而，通過該方法形成的氧化錯系薄膜可用于在電池工業(yè)領(lǐng)域中的電極膜W及固體 電池的電極間的隔膜。
[0105] [實(shí)施例] 陽106] 在下文中，雖然對本發(fā)明的代表實(shí)施例進(jìn)行了說明，但理所當(dāng)然地，本發(fā)明并不限 定于運(yùn)些。 陽1〇7](實(shí)施例1:SUS基材）
[0108] 將平均粒徑0. 5ym的氧化侶粉（昭和電工制Akl60SG-3)40g放入氧化侶托盤， 在大氣中W300°C的溫度實(shí)施1小時的加熱處理。然后，迅速將該氧化侶粉40g移至玻璃制 氣溶膠化容器中，真空排氣至IPaW下。出于促進(jìn)除去粉中水分的目的，將氣溶膠化容器通 過覆套式電阻加熱器W150°C加熱，并真空排氣。
[0109] 關(guān)閉氣溶膠化容器的排氣閥口，通過流量計(jì)調(diào)節(jié)，分別W化/minW及化/min供給 卷起和輸送的氮?dú)狻馊苣z化容器內(nèi)（壓力約23kPa)的氧化侶粉氣溶膠化，輸送氣體， 通過輸送管、噴嘴（開口 30mmXO. 3mm)向勒1 (不誘鋼：大小60mm方材，厚度0. 5mm)照射。 從噴嘴朝向祀的入射度設(shè)為60度（相對于祀的垂直方向傾斜60度的角度。W下相同。）。 噴嘴前端與祀的距離（間隙）為8mm。
[0110] 照射至祀的粉在裝配在距離28mm對置的臺架的不誘鋼基材（大小60mm方材，厚 度Imm)上成膜（成膜室壓力約170Pa)。祀面相對于基材傾斜60度（相對于基材從垂直 方向傾斜60度的角度。W下相同。）?；牡尿?qū)動速度設(shè)為5mm/s，在20mm的長度上進(jìn)行 250層疊成膜（成膜時間約為16分鐘）。形成中屯、部的膜厚為4ym、寬度約為37mm、長度 約為28mm的透明氧化侶膜。成膜形狀是從周圍觀察干設(shè)條紋為梯形。其為膜質(zhì)致密，與不 誘鋼基材的附著力強(qiáng)的膜（即使W皿的鉛筆摩擦也不剝落）。 陽111] 在測定形成的氧化侶膜的直流電阻時，顯示為5Xl〇iiQ的電阻。從膜厚4ym開 始，體積電阻率變?yōu)?. 2Xl〇isQcm。其超過氧化侶陶磁器（塊體：10"QcmW上l〇isQcmW 下）的值。 陽11引（實(shí)施例2:Si基材）
[0113] 將平均粒徑0. 5ym的氧化侶粉（昭和電工制AL-160SG-3)50g放入氧化侶托盤， 在大氣中W300°C的溫度實(shí)施1小時的加熱處理。然后，迅速將該氧化侶粉50g移至玻璃制 氣溶膠化容器中，真空排氣至2PaW下。出于促進(jìn)除去粉中水分的目的，將氣溶膠化容器通 過覆套式電阻加熱器W150°C加熱，并真空排氣。
[0114] 關(guān)閉氣溶膠化容器的排氣閥口，通過流量計(jì)調(diào)節(jié)，分別W化/minW及l(fā)OL/min供 給卷起和輸送的氮?dú)狻馊苣z化容器內(nèi)（壓力約33kPa)的氧化侶粉氣溶膠化，輸送氣體， 通過輸送管、噴嘴（開口 30mmXO. 3mm)向勒1 (不誘鋼：大小60mm方材，厚度0. 5mm)照射。 從噴嘴朝向祀的入射度設(shè)為60度。噴嘴前端與祀的距離（間隙）為8mm。
[0115] 照射至祀的粉在裝配在距離28mm對置的臺架的Si基材（大小2英寸晶圓的一 半，厚度為0. 5mm)上成膜（成膜室壓力約250Pa)。祀面相對于基材傾斜60度?；牡尿?qū) 動速度設(shè)為5mm/s，在30mm的長度上進(jìn)行25層疊成膜（成膜時間約為2. 5分鐘）。形成中 屯、部的膜厚為7ym、寬度約為30mm、