薄膜制造方法及能够用于其方法的硅材料技术

本发明专利技术提供一种薄膜制造方法及能够用于其方法的硅材料。以在基板(21)上形成薄膜的方式，使从蒸发源(9)飞来的粒子以真空中的规定成膜位置(33)在基板(21)上堆积。在使含有薄膜的原料的棒状材料(32)在蒸发源(9)的上方熔解的同时，将熔解的材料以液滴(14)的形式向蒸发源(9)供给。作为棒状材料(32)，使用棒状硅材料，所述棒状硅材料，从垂直于材料(32)的长轴方向的截面的中心向外周部，在长度90％的位置上存在多个分别被晶界包围的第一区域，多个第一区域的长径的面积加权平均值为200μm以下，且从中心向外周部，在长度50％的位置上存在多个分别被晶界包围的第二区域，多个第二区域的长径的面积加权平均值为1000μm。

【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及能够用于其方法的硅材料。
技术介绍
目前，针对器件的高性能化、小型化，正在广泛开展薄膜技术。器件的薄膜化不仅给用户带来直接的好处，而且在保护地球资源、降低功耗的环境方面也发挥着重要作用。薄膜技术的进步需要满足薄膜制造方法的高效率化、稳定化、高生产性化、低成本化的要求。例如，为了提高薄膜的生产性，长时间成膜技术是必须的。例如，在太阳能电池或锂离子二次电池的制造中，公知的是使硅蒸镀于各种基板上而形成薄膜的技术。在利用真空蒸镀法进行的薄膜制造中，为了进行长时间成膜，向蒸发源供给材料是有效的。为了向蒸发源供给材料，根据使用的原料或成膜条件等，选择各种方法。具体而言，公知的是(i)向蒸发源添加粉状、粒状、颗粒状等各种形状的材料的方法；(ii)将棒状或线状的材料浸渍于蒸发源中的方法；(iii)使液状材料流入蒸发源的方法。蒸发源的温度随着向蒸发源添加材料而变化。蒸发源的温度变化引起材料的蒸发速度，即成膜速度的变化。因此尽可能地减小蒸发源的温度变化是重要的。例如日本特开昭 62-177174号公报公开了在坩埚的上方，材料一旦熔解后，向坩埚内供给该熔解后的材料的技术。另外，也存在使棒状原料在蒸发源的上方从顶端部依次熔解，向蒸发源供给由熔解产生的液滴的方法。这些供给方法在减小蒸发源的热波动上是有效的。棒状硅材料例如能够通过将硅芯线通电加热，在该芯线上使三氯硅烷与氢反应， 析出多晶硅的方法来制作(参照专利第3343508号公报)。专利文献1 日本特开昭62-177174号公报专利文献2 专利第3343508号公报如日本特开昭62-177174号公报公开的、作为原料使棒状材料从其顶端依次熔解后供给的方法在对蒸发源带来的温度波动小这一点上优越。但是，使用该方法时，需要使熔融原料确切地向蒸发源的坩埚内流下。因此，需要限定棒状材料的加热范围，通过快速加热控制材料的熔解开始点。另外，在使用硅等脆性材料作为原料的情况下，可能会由于快速加热时的热膨胀， 棒状材料破裂，未熔解的材料落入坩埚内。落入坩埚内的未熔解的材料在熔解时吸收熔解热，因此降低了坩埚内金属溶液的温度，使坩埚内的材料的蒸发速度降低。另外，由于快速加热时的热膨胀而棒状材料破碎的情况下，从加热部产生的微粉末作为所谓的溅沫飞散，可能会损坏蒸镀基板。特别是通过电子束的照射来加热坩埚内的材料的情况下，被电子束照射的微粉末容易带电。因此，由于微粉末彼此的静电排斥，容易发生飞散，因溅沫引起的基板的损伤变得显著。特别是，专利第3343508号公报公开的、通过使用三氯硅烷使其析出而制造的棒状硅材料的结晶粒径小，材料的表层容易变粗糙。这样的材料的强度低，使用时容易发生破 m农。在这样的背景下，期待着能够不产生溅沫，稳定地向蒸发源供给材料的方法。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述课题而专利技术的。即、本专利技术提供一种薄膜制造方法，其包括以在基板上形成薄膜的方式，使从蒸发源飞来的粒子以真空中的规定成膜位置在所述基板上堆积的工序；在使含有所述薄膜的原料的棒状材料在所述蒸发源的上方熔解的同时，将熔解的所述材料以液滴的形式向所述蒸发源供给的工序，作为所述棒状材料，使用下述规格的棒状硅材料(a)从垂直于所述材料的长轴方向的截面的中心向外周部，在长度90%的位置上存在多个分别被晶界包围的第一区域，所述多个第一区域的长径的面积加权平均值为 200μπι以下，且(b)从所述中心向所述外周部，在长度50%的位置上存在多个分别被晶界包围的第二区域，所述多个第二区域的长径的面积加权平均值为IOOOym以上。从其它观点来看，本专利技术的特征在于，在一边供给棒状材料，一边进行蒸镀的薄膜形成法中，作为材料，使用硅材料，依次熔解所述硅材料后向蒸镀源供给，所述硅材料是棒状硅，其特征在于，在垂直于棒的长轴方向的截面是哪个，从棒的中心向外周部，在距离棒中心的长度90%以上的区域中，晶界包围的区域的长径为200μπι以下的结晶粒所占的面积是50%以上，在距离棒中心的长度 40 60%的区域中，晶界包围的区域的长径为Imm以上的结晶粒所占的面积是50%以上另外，本专利技术提供一种薄膜形成法，在通过排气装置减压的真空容器中，将从开卷辊开卷的长条基板经由屏蔽板限制的开口部搬运至卷绕辊，通过所述开口部，使从薄膜形成源飞来的蒸镀粒子附着在所述搬运中的基板表面上，形成薄膜，其中，将用于形成所述薄膜的棒状材料在棒的轴方向上搬运至所述薄膜形成源上方，在所述薄膜形成源的上方熔解，将熔解的液滴滴入所述薄膜形成源。进而，从其它侧面看，本专利技术提供作为能够适用于上述方法的材料的棒状硅材料。根据本专利技术的方法，能够采用从顶端依次熔解棒状硅材料后连续供给的低成本的材料供给方法。根据本专利技术的方法，使用外周部的粒度比内部的粒度小的棒状硅材料。若采用这样的硅材料，则硅材料具有充分的强度，且能够抑制因材料供给时进行的急加热造成的硅材料的破裂(破碎)。因此，能够抑制伴随硅材料破裂而产生的溅沫，能够抑制因溅沫引起的蒸镀基板的损伤。另外，由于硅材料难以发生破裂，因此，材料的供给状态，例如， 电子束对棒状硅材料的照射状态难以产生波动。进而，由于硅材料难以发生破裂，从而难以发生未熔解的材料落入坩埚内的现象，因此能够抑制伴随金属溶液的温度降低而发生的蒸发速度的降低。因此也提高了材料供给的稳定性。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的薄膜制造装置的概略图；图2是本专利技术的实施方式中的蒸镀源的概略图3是本专利技术的实施方式中的硅材料的剖面图；图4是图3的右侧所示的局部剖面图的放大图。具体实施例方式下面，参照附图，说明本专利技术的实施方式。(实施方式)如图1所示，薄膜制造装置20具备真空容器22、基板搬运单元40、屏蔽板四、蒸发源9(薄膜形成源)及材料供给单元42。基板搬运单元40、屏蔽板四、蒸发源9及材料供给单元42配置于真空容器22内。真空容器22与真空泵34 (排气装置)连接。在真空容器 22的侧壁设置有电子枪15及原料气体导入管30。真空容器22内的空间通过屏蔽板四分成配置有蒸发源9的第一侧空间(下侧空间)和配置有基板搬运单元40的第二侧空间(上侧空间)。在屏蔽板四上设置有开口部 31，蒸发粒子由蒸发源9开始，通过该开口部31从第一侧空间向第二侧空间前进。基板搬运单元40具有将基板21向与蒸发源9相对的规定成膜位置33供给的功能和使成膜后的基板21从该成膜位置33退避的功能。成膜位置33是指基板21的搬运路径上的位置，是由屏蔽板四的开口部31规定的位置。基板21通过该成膜位置33时，从蒸发源9飞来的蒸发粒子在基板21上堆积。由此，在基板21上形成薄膜。具体而言，基板搬运单元40由开卷辊23、搬运滚子M、冷却筒25及卷绕辊27构成。在开卷辊23上准备成膜前的基板21。搬运滚子M分别配置于基板21的搬运方向的上游侧和下游侧。上游侧的搬运滚子M将从开卷辊23抽出的基板21引导至冷却筒25。 冷却筒25在一边支承基板21，一边将其引导至成膜位置33的同时，将成膜后的基板21引导至下游侧的搬运滚子M。冷却筒25具有圆筒形状，通过冷却水等制冷剂进行冷却。基板21在沿着冷却筒25的周围行进的同时，从与蒸发源9的相对侧相反的一侧通过冷却筒 25冷却。下游侧的搬运滚子M将成膜后的基板2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，本田和义，筱川泰治，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：