薄膜制造方法和可在该方法中使用的硅材料技术

使从蒸发源（９）飞来的粒子在真空中的规定的成膜位置（３３）沉积于基板（２１）上使得在基板（２１）上形成薄膜。在使含有薄膜的原料的块状材料（３２）在蒸发源（９）的上方熔化的同时，将熔化了的材料以液滴（１４）的形式向蒸发源（９）供给。作为块状材料（３２），使用内包有多个孔隙的硅材料（３２）。优选孔隙具有比大气压低的平均内部压力。更优选平均内部压力为０．１大气压以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及薄膜制造方法和可在该方法中使用的硅材料。
技术介绍
在器件的高性能化、小型化中薄膜技术在广泛地拓展。器件的薄膜化不仅给用户 带来直接的好处，而且从保护地球资源、降低电力消耗的环境方面来看也起着重要的作用。薄膜技术的进展必须符合薄膜制造的高效率化、稳定化、高生产率化、低成本化的 要求。例如，为了提高薄膜的生产率需要长时间成膜技术。例如在采用了真空蒸镀法的薄 膜制造中，向蒸发源供给材料对长时间成膜是有效的。为了向蒸发源供给材料，根据使用的材料和成膜条件等选择各种方法。具体地，已 知(i)向蒸发源添加粉状、粒状、丸(pellet)状等的各种形状的材料的方法，(ii)将棒状 或线状的材料浸在蒸发源中的方法，(iii)向蒸发源流入液态的材料的方法。蒸发源的温度根据向蒸发源中加入材料的情况而变化。蒸发源的温度变化招致材 料的蒸发速度、即成膜速度的变化。因此重要的是极力使蒸发源的温度变化小，例如，日本 特开昭62-177174号公报公开了在坩埚的上方一旦使材料熔化后，就将该熔化了的材料向 坩埚供给的技术。另外，也有使块状的材料在蒸发源的上方从顶端部依次熔化，将通过熔化 而产生的液滴供给至蒸发源的方法。现有技术文献专利文献1 日本特开昭62-177174号公报
技术实现思路
供给液滴形态的材料的方法，从给予蒸发源的热影响小的观点考虑是优异的。然 而，根据该方法，必须使液滴确实落在蒸发源中。因此，必须规定棒状材料的加热范围并且 进行快速加热，控制该棒状材料的熔化开始点。然而，在使用硅等的脆性材料的场合，由于快速加热时的热膨胀，棒状的材料破 碎，存在未熔化的材料落到坩埚内的可能性。在未熔化的材料落到坩埚内的情况下，未熔化 的材料吸收热，因此招致坩埚内的材料(熔液)的温度降低，进而招致来自坩埚的材料的蒸 发速度降低。另外，由于快速加热时的热膨胀，棒状的材料破碎，有时发生微粉末。微粉末作为 所谓的飞溅飞散，沉积于基板上，或者对基板造成损伤。尤其是在使用电子束加热坩埚内的 材料的方法中，飞溅的发生变得显著。原因是，由于电子束，微粉末容易带电荷，由于微粉末 相互的静电排斥，微粉末变得容易飞散。此外，若发生飞溅，则也存在促进材料向真空容器 的内壁和遮蔽板沉积的问题。在这样的背景下，期望尽量不发生飞溅，并能够向蒸发源稳定 地供给材料的方法。S卩，本专利技术提供一种薄膜制造方法，其特征在于，包括使从蒸发源飞来的粒子在真空中的规定的成膜位置沉积于基板上使得在上述基板上形成薄膜的工序；和在使含有上述薄膜的原料的块状材料在上述蒸发源的上方熔化的同时，将熔化了 的上述材料以液滴的形式供给至上述蒸发源的工序，作为上述块状材料，使用内包有多个孔隙(vacancy)的硅材料。另一方面，本专利技术提供一种锂离子二次电池用负极的制造方法，其中，采用上述薄 膜制造方法使作为能够吸藏和释放锂的负极活性物质的硅沉积于作为负极集电体的上述 基板上。进而，另一方面，本专利技术还提供在上述方法中可很适合地使用的作为块状材料的 硅材料。根据本专利技术的方法，作为块状材料，使用内包有孔隙的硅材料。通过使用这样的硅 材料，即使由于快速加热时的热膨胀发生了裂纹，由于裂纹的扩展因孔隙而停止，因此难以 达到破碎。所以，能够抑制由破碎了的材料落到坩埚内所导致的坩埚内的熔液的温度降低， 以及与此相伴的蒸发速度的降低。此外，能够抑制起因于破碎的飞溅。即，能够防止由破碎 导致的微粉末的发生，进而，能够防止微粉末沉积于基板上、或者基板遭受微粉末的损伤。附图说明图1是用于实施本专利技术的一个实施方式涉及的薄膜制造方法的薄膜制造装置的 概略图。图2是图1所示的薄膜制造装置中的蒸发源的概略俯视图。图3是具有孔隙的硅材料的采用X射线CT扫描得到的截面像。图4是表示熔液向铸模中浇注的浇注速度、孔隙的平均内部压力和孔隙内的平均 氮分压的关系的曲线图。图5是表示孔隙的平均内部压力与飞溅的发生个数的关系的曲线图。图6是表示孔隙的平均内部压力与破碎发生率的关系的曲线图。图7是表示孔隙的平均体积与破碎发生率的关系的曲线图。具体实施例方式以下，一边参照附图一边对本专利技术的一个实施方式进行说明。如图1所示，薄膜制造装置20具有真空容器22、基板运送单元40、遮蔽板四、蒸发 源9和材料供给单元42。基板运送单元40、遮蔽板四、蒸发源9和材料供给单元42配置 在真空容器22内。真空容器22连接有真空泵34。在真空容器22的侧壁设置有电子枪15 和原料气体导入管30。真空容器22内的空间被遮蔽板四分成配置有蒸发源9的第1侧空间(下侧空 间)和配置有基板运送单元40的第2侧空间(上侧空间)。遮蔽板四设置有开口部31， 来自蒸发源9的蒸发粒子通过该开口部31从第1侧空间向第2侧空间前进。基板运送单元40具有向面对蒸发源的规定的成膜位置33供给基板21的功能、 和使成膜后的基板21从该成膜位置33离开的功能。所谓成膜位置33是基板21的运送路 径上的位置，意指被遮蔽板四的开口部31规定的位置。在基板21通过该成膜位置33时， 从蒸发源9飞来的蒸发粒子沉积于基板21上。由此，在基板21上形成薄膜。具体地，基板运送单元40由放卷辊23、运送辊M、冷却罐体25和卷取辊27构成。 成膜前的基板21备置于放卷辊23上。运送辊M分别配置在基板21的运送方向的上游侧 和下游侧。上游侧的运送辊M将从放卷辊23放出的基板21引导到冷却罐体25上。冷却 罐体25 —边支撑基板21 —边将其引导到成膜位置33，并且将成膜后的基板21引导到下 游侧的运送辊M上。冷却罐体25具有圆筒的形状，使用冷却水等的致冷剂冷却。基板21 沿着冷却罐体25的周面行进，并且从与和蒸发源面对的一侧相反的一侧被冷却罐体25冷 却，下游侧的运送辊M，将成膜后的基板引导到卷取辊27上。卷取辊27由电动机(没有图 示)驱动，卷取形成有薄膜的基板21而保存。在成膜时，从放卷辊23放出基板21的操作与将成膜后的基板21卷绕在卷取辊27 上的操作同步地进行。从放卷辊23放出的基板21，经由成膜位置33被运送到卷取辊27。 即，薄膜制造装置20，是在从放卷辊23向卷取辊27运送中的基板21上形成薄膜的所谓的 卷取式的薄膜制造装置。根据卷取式的薄膜制造装置，通过长时间成膜可期望高的生产率。 再者，也有时基板运送单元40的一部分，例如驱动用电动机等配置在真空容器22的外部。 该场合下，可以通过旋转导入端子对真空容器22内的各种辊供给电动机的驱动力。在本实施方式中，基板21是具有挠性的长的基板。基板21的材料没有特别的限 定，可以使用高分子薄膜和/或金属箔。高分子薄膜的例子为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、 聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰胺薄膜和聚酰亚胺薄膜。金属箔的例子为铝箔、铜箔、镍箔、 钛箔和不锈钢箔。高分子薄膜与金属箔的复合材料也可用于基板21。基板21的尺寸也根据要制造的薄膜的种类、生产数量来决定，没有特别的限定。 基板21的宽度例如为50 1000mm，基板21的厚度例如为3 150 μ m。在成膜时，基板21以一定的速度被运送。运送速度根据要制造的薄膜的种类、成 膜条件而不同，例如为0. 1 500m/分。成膜速度例如为1 50 μ m/分。对运送中的基板 21根据基板21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜制造方法，其特征在于，包括：　　使从蒸发源飞来的粒子在真空中的规定的成膜位置沉积于基板上使得在所述基板上形成薄膜的工序；和　　在使含有所述薄膜的原料的块状材料在所述蒸发源的上方熔化的同时，将熔化了的所述材料以液滴的形式供给至所述蒸发源的工序，　　作为所述块状材料，使用内包有多个孔隙的硅材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：神山游马，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP