スプレー熱分解は、基板上への薄膜の成膜に用いられる方法である。
スプレーを使用して前駆体溶液を加熱した基板に供給し、溶媒が蒸発して溶質が分解し、目的の薄膜が形成される。
7つの主要ステップ
1.前駆体溶液
プロセスは、薄膜を形成する元素や化合物を含む前駆体溶液から始まる。
この溶液は通常、成膜する材料を含む液体で、溶媒に溶解していることが多い。
2.スプレー工程
前駆体溶液を基板にスプレーする。
これは通常、溶液を微細な液滴に霧化するノズルを用いて行われる。
このスプレー工程により、前駆体材料が基板上に均一に分散される。
3.加熱基板
基板は、蒸着される材料によって600℃から800℃の高温に加熱される。
この高温は、溶媒の蒸発とそれに続く溶質の熱分解を促進するため、非常に重要である。
4.熱分解
加熱された基板と接触すると、液滴中の溶媒が蒸発し、溶質は熱分解を受ける。
熱分解中、溶質はより単純な化合物や元素に分解され、それらが反応して基材上に目的の膜を形成する。
5.膜の形成
溶質の分解物が基板上に堆積し、薄膜を形成する。
この膜は一般的に均一であり、スプレープロセスのパラメーターと基材の温度を調整することによって制御することができる。
6.キャリアガス
キャリアガス（多くの場合、水素または窒素）は、反応残留物や未反応種を一掃するために使用され、目的の材料のみが基板上に堆積するようにする。
7.不純物と寄生反応
基板表面で寄生反応が起こり、不純物が形成される可能性があることに注意することが重要である。
このような不純物は薄膜の特性に影響を与える可能性があるため、このような不純物の発生を最小限に抑えるためには、プロセスを注意深く制御する必要がある。
スプレー熱分解は、金属、半導体、絶縁体など、さまざまな材料の成膜に使用できる汎用性の高い方法です。
特に、制御された特性を持つ薄膜の製造に有用であり、電子デバイスやその他のアプリケーションの製造に不可欠な技術となっています。
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