[发明专利]膜形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜形成装置中的膜形成方法。

背景技术

一般而言，气体分子的化学键能大多为3eV以上，仅将气体进行高温加热，分子不会分解。但是，若使加热至高温的气体与包含具有催化剂效果的元素的金属垂直碰撞，则气体分子会改变结构。若加热可发生化学反应的气体使其在催化剂上碰撞，则可以生成与原来的气体不同的分子种或形态的气体(以下将其称作催化剂碰撞反应)。

例如在加入有钌催化剂的容器内，若使将甲烷和水蒸气进行瞬间加热后的气体碰撞到钌催化剂上，则进行反应，生成氢H₂和二氧化碳CO₂、一氧化碳CO。该反应便是催化剂碰撞反应的一个例子。若水被加热，则成为蒸气，但是认为不仅仅是使温度单纯地变高，而且其结构也会从分子聚合成的多聚物(水簇)变成单体。推测：所生成的单体气体的化学性质发生变化，具有与通常的水不同活性的化学性质。

为了将该催化剂碰撞反应利用在产业中，需要将气体进行瞬间加热的装置和使气体与催化剂碰撞的廉价且小型的加热装置。

满足上述要求的气体的加热装置被公开在文献中(例如参照专利文献1、2、3、4、5。)。为此，以后，将这些瞬间加热装置在此称作热束加热装置(HB)。该HB加热的原理为：使气体在高速下与高温的壁面碰撞而有效地与壁面进行气体的热交换。

因此，在热交换器的基体的表面所形成的狭窄的气体流道中，将气体高速化而使其与流道壁面垂直碰撞。该流道壁面被进行电加热而利用碰撞进行热交换。

另外，公开了一种对以下材料进行成膜的成膜装置，即，将多种气体利用HB加热装置进行加热，并且在保持于比该加热温度低的温度的玻璃、塑料的基体上若不使基体处于其耐热温度以上的高温，则不能进行生长(例如参照专利文献5。)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-235945号公报

专利文献2：日本特开2014-59080号公报

专利文献3：日本特开2015-96792号公报

专利文献4：日本特开2015-64132号公报

专利文献5：日本专利第5105620号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献5的发明中存在以下课题：由于基体与碳制的高温热交换部件的距离近，因此辐射热使塑料或玻璃发生变形。因此，为了对塑料的基体进行处理，需要在更低的温度下从原料气体制作化学活性的反应气体并将其导入基体。

为此，本发明是为了解决上述的课题而完成的发明，其提供如下膜形成方法：蓄积2种原料气体，将其进行瞬间加热而生成活性气体分子种，将所生成的活性气体分子种供给至在按照使分子种的分压突出而制作峰的方式交替进行减压的反应室中放置的室温的试样表面，形成化合物膜。

用于解决课题的手段

形态1；本发明的1个或1个以上的实施方式提出了一种膜形成方法，其是在膜形成装置中的膜形成方法，所述膜形成装置具备：分别蓄积第一原料气体和第二原料气体的蓄积机构、将上述第一原料气体及上述第二原料气体进行加热的瞬间加热部和放置有温度低于上述瞬间加热部的加热温度低的基体的反应室，该膜形成方法是将在上述蓄积机构蓄积的上述第一原料气体和上述第二原料气体通过上述瞬间加热部而生成第一气体分子种和第二气体分子种，使该第一气体分子种和第二气体分子种向放置有上述基体且经过减压的一定容量的上述反应室突出而进行供给，使上述第一气体分子种的分压和上述第二气体分子种的分压急剧上升，对上述基体的表面交替地反复导入上述第一气体分子种或上述第二气体分子种，使上述第一气体分子种或上述第二气体分子种发生反应，从而在上述基体的表面形成化合物膜。予以说明，在此，“蓄积机构”是指蓄积容器和设置于该蓄积容器的导入口及导出口的用于控制原料气体或气体分子种的流量的阀等机构要素、或者电子控制流量的元件，“突出”是指以蓄积容器内的气体的1个气压容量与减压反应室的容量之比来定义分压变化，也叫作短时间内的分压峰值。

形态2；本发明的1个或1个以上的实施方式提出了一种膜形成方法，其中，上述第一原料气体包含硅、铝、镓、钛、锌、铟中的至少一种元素，上述第二原料气体为水、水溶液或者氨。

形态3；本发明的1个或1个以上的实施方式提出了一种膜形成方法，其中，根据使上述第一原料气体或上述第二原料气体突出来使分压急剧上升的周期而切断排气或降低排气速度，从而使上述第一气体分子种或上述第二气体分子种的分压上升。