JP2000087233A - 超微粒子分散膜の製造方法及び製造装置 - Google Patents
超微粒子分散膜の製造方法及び製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超微粒子が均一分散した薄膜を安定条件下で
得る。 【構成】 同じ真空室１０に配置されているスパッタ源
２０，３０から複数種の蒸気を発生させ、第１の蒸気を
超微粒子に凝縮させた後、他の蒸気と筒状案内部１１で
相互に拡散混合しながら、同じ真空室１０に配置されて
いる基板Ｓの表面に導き蒸着させる。超微粒子及びマト
リックスの蒸気は、筒状案内部１１を通過する際に相互
拡散し、均質化されたガス流となって基板Ｓ表面に導か
れる。 【効果】 ナノメータオーダーの超微粒子がマトリック
スに均一分散した超微粒子分散膜が得られる。
得る。 【構成】 同じ真空室１０に配置されているスパッタ源
２０，３０から複数種の蒸気を発生させ、第１の蒸気を
超微粒子に凝縮させた後、他の蒸気と筒状案内部１１で
相互に拡散混合しながら、同じ真空室１０に配置されて
いる基板Ｓの表面に導き蒸着させる。超微粒子及びマト
リックスの蒸気は、筒状案内部１１を通過する際に相互
拡散し、均質化されたガス流となって基板Ｓ表面に導か
れる。 【効果】 ナノメータオーダーの超微粒子がマトリック
スに均一分散した超微粒子分散膜が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属，半導体，酸化物
等の各種原料の超微粒子を異種物質に分散させた超微粒
子分散膜を製造する方法及び装置に関する。
等の各種原料の超微粒子を異種物質に分散させた超微粒
子分散膜を製造する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｆｅ，Ｃｏ等の超微粒子をＡｇ，Ｃｕ，
カーボン等に分散させた超微粒子分散膜は、相分離法や
複合蒸着法等で製造されている。相分離法では、相互に
固溶量が少ない関係にある複数の物質からスパッタリン
グ，融体急冷等によって強制固溶体を作製し、作製段階
又は後続する熱処理段階で相分離を促進させることによ
り、超微粒子が分散した組織にしている。この方法で
は、分散媒に分散微粒子が固溶しないことが必要である
ため、作製可能な超微粒子分散膜の種類に制約を受け
る。また、分散微粒子の粒径と分散量とを独立して制御
できない。
カーボン等に分散させた超微粒子分散膜は、相分離法や
複合蒸着法等で製造されている。相分離法では、相互に
固溶量が少ない関係にある複数の物質からスパッタリン
グ，融体急冷等によって強制固溶体を作製し、作製段階
又は後続する熱処理段階で相分離を促進させることによ
り、超微粒子が分散した組織にしている。この方法で
は、分散媒に分散微粒子が固溶しないことが必要である
ため、作製可能な超微粒子分散膜の種類に制約を受け
る。また、分散微粒子の粒径と分散量とを独立して制御
できない。
【０００３】これに対し、複合蒸着法は、ガス中蒸発法
で用意された複数種の超微粒子を真空室に導入し、基板
上に同時蒸着させている。蒸着物質に関する制約がない
ため、分散微粒子と分散媒との組合せを自由に選択で
き、ニーズに合った微粒子分散体の作製に適している。
複合蒸着法では、図１に示すように蒸発室１及び蒸着室
２に区分された真空室３を使用する。蒸発室１は、雰囲
気ガスの圧力が１００Ｐａ程度に維持され、蒸発源４を
収容している。蒸着室２は、隔壁に設けた噴出孔５を介
して蒸発室１に連通しており、蒸発室１からの超微粒子
が蒸着される基板６を配置している。また、マトリック
スとなる材料を基板６に蒸着させるため、第２の蒸発源
７が蒸着室２に配置されている。蒸着室２は、蒸発室１
との間に圧力差をつけるため、排気ポンプ８で１Ｐａ程
度の高真空に維持されている。蒸発源４に配置された材
料は、高周波加熱，アーク加熱，レーザ加熱，スパッタ
リング等によって蒸発し、超微粒子となって蒸発室１に
充満する。そして、蒸発室１と蒸着室２との圧力差が駆
動エネルギとなって超微粒子を蒸着室２に送り込み、基
板６上に蒸着させる。このとき、蒸発室１で超微粒子と
異なるマトリックス材料を蒸気化し、基板６上に同時蒸
着させることにより超微粒子分散膜が作製される。
で用意された複数種の超微粒子を真空室に導入し、基板
上に同時蒸着させている。蒸着物質に関する制約がない
ため、分散微粒子と分散媒との組合せを自由に選択で
き、ニーズに合った微粒子分散体の作製に適している。
複合蒸着法では、図１に示すように蒸発室１及び蒸着室
２に区分された真空室３を使用する。蒸発室１は、雰囲
気ガスの圧力が１００Ｐａ程度に維持され、蒸発源４を
収容している。蒸着室２は、隔壁に設けた噴出孔５を介
して蒸発室１に連通しており、蒸発室１からの超微粒子
が蒸着される基板６を配置している。また、マトリック
スとなる材料を基板６に蒸着させるため、第２の蒸発源
７が蒸着室２に配置されている。蒸着室２は、蒸発室１
との間に圧力差をつけるため、排気ポンプ８で１Ｐａ程
度の高真空に維持されている。蒸発源４に配置された材
料は、高周波加熱，アーク加熱，レーザ加熱，スパッタ
リング等によって蒸発し、超微粒子となって蒸発室１に
充満する。そして、蒸発室１と蒸着室２との圧力差が駆
動エネルギとなって超微粒子を蒸着室２に送り込み、基
板６上に蒸着させる。このとき、蒸発室１で超微粒子と
異なるマトリックス材料を蒸気化し、基板６上に同時蒸
着させることにより超微粒子分散膜が作製される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】蒸発室１から蒸着室２
に超微粒子を送り込む駆動力は、蒸発室１と蒸着室２の
圧力差に依っている。すなわち、蒸発室１が１００Ｐａ
程度の圧力であるのに対し、蒸着室２の圧力を通常１Ｐ
ａ程度以下にする必要がある。このような差動排気の条
件を保つため、排気能力の大きな排気ポンプ８の使用，
噴出孔５の小口径化等が採用されている。しかし、噴出
孔５を小孔径化すると、噴出孔５の内壁に付着する超微
粒子の影響が大きく現れ、蒸発室１から蒸着室２への超
微粒子の流れが不安定になる。その結果、基板６への超
微粒子供給量が変動し、安定した性質をもつ超微粒子分
散膜が得られない。極端な場合には、付着した超微粒子
で噴出孔５が詰まってしまい、運転不能に陥ることもあ
る。他方、排気能力の大きな排気ポンプの使用は、設備
負担を大きくし、実際的な解決策とはいえない。
に超微粒子を送り込む駆動力は、蒸発室１と蒸着室２の
圧力差に依っている。すなわち、蒸発室１が１００Ｐａ
程度の圧力であるのに対し、蒸着室２の圧力を通常１Ｐ
ａ程度以下にする必要がある。このような差動排気の条
件を保つため、排気能力の大きな排気ポンプ８の使用，
噴出孔５の小口径化等が採用されている。しかし、噴出
孔５を小孔径化すると、噴出孔５の内壁に付着する超微
粒子の影響が大きく現れ、蒸発室１から蒸着室２への超
微粒子の流れが不安定になる。その結果、基板６への超
微粒子供給量が変動し、安定した性質をもつ超微粒子分
散膜が得られない。極端な場合には、付着した超微粒子
で噴出孔５が詰まってしまい、運転不能に陥ることもあ
る。他方、排気能力の大きな排気ポンプの使用は、設備
負担を大きくし、実際的な解決策とはいえない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、同じ雰囲気中で
超微粒子及び異種材料を蒸発し均質に混合した後で基板
上に蒸着させることにより、安定条件下で蒸気流を基板
上に供給し、品質が一定化した超微粒子分散膜を作製す
ることを目的とする。本発明の製造方法は、その目的を
達成するため、同じ真空室に配置されているスパッタ源
から複数種の蒸気を発生させ、単数又は複数の第１の蒸
気を筒状案内部で超微粒子に凝縮させた後、他の蒸気と
相互に拡散混合しながら、同じ真空室に配置されている
基板の表面に導き、第１の蒸気から生成する超微粒子が
他の蒸気から生成するマトリックスに均一分散した蒸着
膜を基板表面に形成することを特徴とする。この方法で
使用される装置は、一つの真空室に配置され、独立して
投入電力が制御される複数のスパッタ源と、スパッタ源
で発生した複数の蒸気を同じ真空室に配置された基板に
導く筒状案内部とを備えている。複数の蒸気が筒状案内
部を通過する際、相互拡散により超微粒子と他の原子状
蒸気が均質化されたガス流となって基板表面に導かれ
る。
題を解消すべく案出されたものであり、同じ雰囲気中で
超微粒子及び異種材料を蒸発し均質に混合した後で基板
上に蒸着させることにより、安定条件下で蒸気流を基板
上に供給し、品質が一定化した超微粒子分散膜を作製す
ることを目的とする。本発明の製造方法は、その目的を
達成するため、同じ真空室に配置されているスパッタ源
から複数種の蒸気を発生させ、単数又は複数の第１の蒸
気を筒状案内部で超微粒子に凝縮させた後、他の蒸気と
相互に拡散混合しながら、同じ真空室に配置されている
基板の表面に導き、第１の蒸気から生成する超微粒子が
他の蒸気から生成するマトリックスに均一分散した蒸着
膜を基板表面に形成することを特徴とする。この方法で
使用される装置は、一つの真空室に配置され、独立して
投入電力が制御される複数のスパッタ源と、スパッタ源
で発生した複数の蒸気を同じ真空室に配置された基板に
導く筒状案内部とを備えている。複数の蒸気が筒状案内
部を通過する際、相互拡散により超微粒子と他の原子状
蒸気が均質化されたガス流となって基板表面に導かれ
る。
【０００６】
【実施の形態】本発明では、真空室１０に２個の排気系
及び複数のスパッタ源をそれぞれ複数個付設している。
スパッタ源の個数は作製しようとする超微粒子分散膜に
分散させる超微粒子に応じて定められるが、図２では２
種の材料からなる超微粒子分散膜を作製することから２
機のスパッタ源２０，３０を組み込んでいる。スパッタ
源２０，３０としては、本発明を拘束するものではない
が、具体的には内面がスパッタされるパイプ状のターゲ
ットが装着されることが好ましい。排気系には、高真空
の予備排気系として油拡散ポンプ４１と、低真空用の大
容量排気系として油回転ポンプ４２を使用している。
及び複数のスパッタ源をそれぞれ複数個付設している。
スパッタ源の個数は作製しようとする超微粒子分散膜に
分散させる超微粒子に応じて定められるが、図２では２
種の材料からなる超微粒子分散膜を作製することから２
機のスパッタ源２０，３０を組み込んでいる。スパッタ
源２０，３０としては、本発明を拘束するものではない
が、具体的には内面がスパッタされるパイプ状のターゲ
ットが装着されることが好ましい。排気系には、高真空
の予備排気系として油拡散ポンプ４１と、低真空用の大
容量排気系として油回転ポンプ４２を使用している。
【０００７】超微粒子用の材料はスパッタ源２０のター
ゲット２１として配置され、マトリックス材料はスパッ
タ源３０のターゲット３１として配置される。超微粒子
用の材料としては、本発明を拘束するものではないがＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ等の金属又は合金，半導体，Ｓｉ
等が使用される。マトリックス材料としては、同様に本
発明を拘束するものではないがＣｕ，Ａｇ等の金属又は
合金，Ｓｉ半導体等が使用される。これら材料の組合せ
は、目標とする超微粒子分散膜の用途に応じて自由に選
択される。
ゲット２１として配置され、マトリックス材料はスパッ
タ源３０のターゲット３１として配置される。超微粒子
用の材料としては、本発明を拘束するものではないがＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ等の金属又は合金，半導体，Ｓｉ
等が使用される。マトリックス材料としては、同様に本
発明を拘束するものではないがＣｕ，Ａｇ等の金属又は
合金，Ｓｉ半導体等が使用される。これら材料の組合せ
は、目標とする超微粒子分散膜の用途に応じて自由に選
択される。
【０００８】各スパッタ源２０，３０には、Ａｒ等のス
パッタリングガスがガスボンベ２２から流量調整弁２
３，３３を経て供給される。スパッタ源２０，３０は、
放電出力が独立して制御できるように、それぞれ個別の
電源２４，３４に接続されている。蒸着に際しては、先
ず油拡散ポンプ４１により十分な高真空まで真空室１０
を排気した後、スパッタリングガスを導入し、それぞれ
のスパッタ源２０，３０を稼動させる。このとき、スパ
ッタ源２０，３０に投入する放電電力を調整することに
より、ターゲット２１，３１から叩き出される物質の量
が独立して制御される。なお、スパッタ源２０，３０の
稼働中には油回転ポンプ４２を駆動し、真空室１０を排
気する。
パッタリングガスがガスボンベ２２から流量調整弁２
３，３３を経て供給される。スパッタ源２０，３０は、
放電出力が独立して制御できるように、それぞれ個別の
電源２４，３４に接続されている。蒸着に際しては、先
ず油拡散ポンプ４１により十分な高真空まで真空室１０
を排気した後、スパッタリングガスを導入し、それぞれ
のスパッタ源２０，３０を稼動させる。このとき、スパ
ッタ源２０，３０に投入する放電電力を調整することに
より、ターゲット２１，３１から叩き出される物質の量
が独立して制御される。なお、スパッタ源２０，３０の
稼働中には油回転ポンプ４２を駆動し、真空室１０を排
気する。
【０００９】スパッタリングによって放出された蒸気を
含むガスは、筒状案内部１１を経て基板Ｓに吹付けられ
る。スパッタ源２０，３０から送り出されたガスは、筒
状案内部１１を通過する際、相互拡散により十分混合さ
れ、均質な混合ガスとなって基板Ｓに供給される。筒状
案内部１１としては、ガス流に対する抵抗が小さくなる
ように、たとえば内径数ｃｍ程度の円筒が使用される。
筒状案内部１１を介して蒸発域（スパッタ源２０，３
０）と蒸着域（基板Ｓ）とが連通しているので、真空室
１０のどの部分でも圧力差がほとんど生じない。
含むガスは、筒状案内部１１を経て基板Ｓに吹付けられ
る。スパッタ源２０，３０から送り出されたガスは、筒
状案内部１１を通過する際、相互拡散により十分混合さ
れ、均質な混合ガスとなって基板Ｓに供給される。筒状
案内部１１としては、ガス流に対する抵抗が小さくなる
ように、たとえば内径数ｃｍ程度の円筒が使用される。
筒状案内部１１を介して蒸発域（スパッタ源２０，３
０）と蒸着域（基板Ｓ）とが連通しているので、真空室
１０のどの部分でも圧力差がほとんど生じない。
【００１０】このように、同じ真空雰囲気下に維持され
た真空室１０内で蒸着が進行するため、超微粒子等の蒸
着材料は安定したガス流となって基板Ｓ上に供給され
る。しかも、超微粒子とマトリックス材料の蒸気が筒状
案内部１１で均一に混合された後、基板Ｓに供給され
る。したがって、ガス流の流動変動，組成変動等に起因
する変質がなく、長期間にわたって品質が安定した超微
粒子分散膜が基板Ｓ上に形成される。また、超微粒子と
マトリックスとの組合せ自由度も高いため、種々の用途
に対応した機能薄膜が作製できる。たとえば、Ｆｅ，Ｃ
ｏ等の超微粒子をＡｇ，Ｃｕ等のマトリックスに分散さ
せると、巨大磁気抵抗効果を利用した磁界センサ用薄膜
が得られる。また、Ｃｏ，Ｆｅ−Ｐｔ合金等の超微粒子
をカーボン質マトリックスに分散させた磁気記録媒体，
Ｆｅ超微粒子をＳｉマトリックスに分散させた軟磁性薄
膜材料等も製造される。
た真空室１０内で蒸着が進行するため、超微粒子等の蒸
着材料は安定したガス流となって基板Ｓ上に供給され
る。しかも、超微粒子とマトリックス材料の蒸気が筒状
案内部１１で均一に混合された後、基板Ｓに供給され
る。したがって、ガス流の流動変動，組成変動等に起因
する変質がなく、長期間にわたって品質が安定した超微
粒子分散膜が基板Ｓ上に形成される。また、超微粒子と
マトリックスとの組合せ自由度も高いため、種々の用途
に対応した機能薄膜が作製できる。たとえば、Ｆｅ，Ｃ
ｏ等の超微粒子をＡｇ，Ｃｕ等のマトリックスに分散さ
せると、巨大磁気抵抗効果を利用した磁界センサ用薄膜
が得られる。また、Ｃｏ，Ｆｅ−Ｐｔ合金等の超微粒子
をカーボン質マトリックスに分散させた磁気記録媒体，
Ｆｅ超微粒子をＳｉマトリックスに分散させた軟磁性薄
膜材料等も製造される。
【００１１】
【実施例】超微粒子用のターゲット２１としてＦｅ，マ
トリックス用のターゲット３１としてＡｇを使用した。
真空室１０を１０-4Ｐａまで排気した後、Ａｒガスを供
給しながら、次の条件でターゲット２１，３１をスパッ
タリングした。スパッタリング中には、真空室１０の雰
囲気圧を２６０Ｐａに維持した。スパッタ源２０では、
内径６ｍｍ，長さ３０ｍｍのパイプ状Ｆｅターゲット２
１を用い、Ａｒガスの流量を５００ＳＣＣＭ，放電電力
を一定値５００Ｗに設定した。ターゲット２１から放出
されたＦｅ蒸気は、Ａｒガスで運ばれる途中で平均粒径
６ｎｍの超微粒子に凝縮した。スパッタ源３０では、内
径２０ｍｍ，長さ３０ｍｍのパイプ状Ａｇターゲット３
１を用い、Ａｒガスの流量を５００ＳＣＣＭ，放電電力
を３０〜２００Ｗ間の一定値に設定した。ターゲット３
１から放出されたＡｇは、原子状蒸気又はクラスタ状蒸
気となってＦｅ超微粒子と混合された。このとき、Ａｇ
蒸気に対するＦｅ超微粒子の混合比は、放電電力を調整
することにより変更できた。
トリックス用のターゲット３１としてＡｇを使用した。
真空室１０を１０-4Ｐａまで排気した後、Ａｒガスを供
給しながら、次の条件でターゲット２１，３１をスパッ
タリングした。スパッタリング中には、真空室１０の雰
囲気圧を２６０Ｐａに維持した。スパッタ源２０では、
内径６ｍｍ，長さ３０ｍｍのパイプ状Ｆｅターゲット２
１を用い、Ａｒガスの流量を５００ＳＣＣＭ，放電電力
を一定値５００Ｗに設定した。ターゲット２１から放出
されたＦｅ蒸気は、Ａｒガスで運ばれる途中で平均粒径
６ｎｍの超微粒子に凝縮した。スパッタ源３０では、内
径２０ｍｍ，長さ３０ｍｍのパイプ状Ａｇターゲット３
１を用い、Ａｒガスの流量を５００ＳＣＣＭ，放電電力
を３０〜２００Ｗ間の一定値に設定した。ターゲット３
１から放出されたＡｇは、原子状蒸気又はクラスタ状蒸
気となってＦｅ超微粒子と混合された。このとき、Ａｇ
蒸気に対するＦｅ超微粒子の混合比は、放電電力を調整
することにより変更できた。
【００１２】Ｆｅ超微粒子及びＡｇ蒸気を浮遊させたＡ
ｒガスを内部断面積２０ｃｍ2 の筒状案内部１１を経
て、流量１０００ＳＣＣＭで基板Ｓに供給した。このよ
うにして基板Ｓ上に膜厚０．３μｍの超微粒子分散膜を
蒸着させた。なお、製膜速度は組成に応じて変わるが、
Ｆｅ超微粒子の分散量が４０原子％である膜では０．１
ｎｍ／秒の製膜速度であった。得られた超微粒子分散膜
の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図３に示すよう
にＦｅ超微粒子がＡｇマトリックスに分散した組織にな
っていた。Ｆｅ超微粒子は、分散量１８原子％で、粒径
がほぼ６ｎｍになっており、基板Ｓ上に堆積する前のク
ラスタ状微粒子の粒径に等しいことが判る。次いで、ス
パッタ源３０に投入する放電電力によりＡｇの蒸気密度
を変化させ、種々の組成をもつ超微粒子分散膜を作製し
た。そして、組成変化、すなわちＦｅ微粒子の分散量が
超微粒子分散膜の磁化曲線に及ぼす影響を調査した。超
微粒子分散膜は、図４に示すようにＦｅ微粒子の分散量
に応じて異なる磁化曲線を示した。なかでも、Ｆｅ微粒
子分散量が１８原子％の超微粒子分散膜は、超常磁性を
示しており、このことからもＦｅ超微粒子が相互干渉せ
ずに分散していることが判る。
ｒガスを内部断面積２０ｃｍ2 の筒状案内部１１を経
て、流量１０００ＳＣＣＭで基板Ｓに供給した。このよ
うにして基板Ｓ上に膜厚０．３μｍの超微粒子分散膜を
蒸着させた。なお、製膜速度は組成に応じて変わるが、
Ｆｅ超微粒子の分散量が４０原子％である膜では０．１
ｎｍ／秒の製膜速度であった。得られた超微粒子分散膜
の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図３に示すよう
にＦｅ超微粒子がＡｇマトリックスに分散した組織にな
っていた。Ｆｅ超微粒子は、分散量１８原子％で、粒径
がほぼ６ｎｍになっており、基板Ｓ上に堆積する前のク
ラスタ状微粒子の粒径に等しいことが判る。次いで、ス
パッタ源３０に投入する放電電力によりＡｇの蒸気密度
を変化させ、種々の組成をもつ超微粒子分散膜を作製し
た。そして、組成変化、すなわちＦｅ微粒子の分散量が
超微粒子分散膜の磁化曲線に及ぼす影響を調査した。超
微粒子分散膜は、図４に示すようにＦｅ微粒子の分散量
に応じて異なる磁化曲線を示した。なかでも、Ｆｅ微粒
子分散量が１８原子％の超微粒子分散膜は、超常磁性を
示しており、このことからもＦｅ超微粒子が相互干渉せ
ずに分散していることが判る。
【００１３】また、Ｆｅ超微粒子の分散量が４０原子％
以下の膜では粒子的な磁化機構が観察され、Ｆｅ超微粒
子相互の集合合体が進行していないことが窺がわれる。
球状粒子が平面上にランダム配置された状態を想定する
と、理論的には粒子の面密度が平面の約４０％を占める
ようになると粒子が全体にわたって接触し始めるといえ
る。この点、Ｆｅ超微粒子の４０原子％は、その閾値に
近い値である。本実施例で作製された薄膜において、限
界密度までＦｅ超微粒子に合体成長がみられないこと
は、Ｆｅ超微粒子がランダムに基板上に堆積し、固定化
されていることを示している。すなわち、本発明による
とき、超微粒子がマトリックス中にほぼ限界密度までラ
ンダムに分散することが確認される。
以下の膜では粒子的な磁化機構が観察され、Ｆｅ超微粒
子相互の集合合体が進行していないことが窺がわれる。
球状粒子が平面上にランダム配置された状態を想定する
と、理論的には粒子の面密度が平面の約４０％を占める
ようになると粒子が全体にわたって接触し始めるといえ
る。この点、Ｆｅ超微粒子の４０原子％は、その閾値に
近い値である。本実施例で作製された薄膜において、限
界密度までＦｅ超微粒子に合体成長がみられないこと
は、Ｆｅ超微粒子がランダムに基板上に堆積し、固定化
されていることを示している。すなわち、本発明による
とき、超微粒子がマトリックス中にほぼ限界密度までラ
ンダムに分散することが確認される。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、同じ真空室に複数の蒸発域と蒸着域を設け、蒸発域
で生成した複数の蒸気を筒状案内部を介して基板表面に
導いている。筒状案内部を複数の蒸気が流動する段階で
相互拡散するため、均質組成のガス流となって基板表面
に供給される。そのため、超微粒子が均質分散した蒸着
膜が基板上に堆積し、品質安定性に優れた超微粒子分散
膜が得られる。
は、同じ真空室に複数の蒸発域と蒸着域を設け、蒸発域
で生成した複数の蒸気を筒状案内部を介して基板表面に
導いている。筒状案内部を複数の蒸気が流動する段階で
相互拡散するため、均質組成のガス流となって基板表面
に供給される。そのため、超微粒子が均質分散した蒸着
膜が基板上に堆積し、品質安定性に優れた超微粒子分散
膜が得られる。
【図１】 真空室を蒸発室，蒸着室に区分した従来の真
空蒸着装置
空蒸着装置
【図２】 本発明に従って蒸発域及び真空域を同じ雰囲
気下に配置した真空蒸着装置
気下に配置した真空蒸着装置
【図３】 本発明実施例で得られたＦｅ超微粒子分散膜
の電子顕微鏡写真
の電子顕微鏡写真
【図４】 Ｆｅ微粒子の分散量が超微粒子分散膜の磁化
曲線に及ぼす影響を示したグラフ
曲線に及ぼす影響を示したグラフ
１０：真空室 １１：筒状案内部 ２０：超微粒子用のスパッタ源 ３０：マトリックス
用のスパッタ源 ２１，３１：ターゲット ２２：ガスボンベ ２
３，３３：流量調整弁 ２４，３４：電源 ４１：高真空用の油拡散ポンプ ４２：低真空用の油
回転ポンプ Ｓ：基板
用のスパッタ源 ２１，３１：ターゲット ２２：ガスボンベ ２
３，３３：流量調整弁 ２４，３４：電源 ４１：高真空用の油拡散ポンプ ４２：低真空用の油
回転ポンプ Ｓ：基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年９月７日（１９９８．９．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 隅山 兼治 宮城県仙台市青葉区片平二丁目１番１号 東北大学 金属材料研究所内 Ｆターム(参考） 4K017 AA06 BA02 BB06 CA08 EG01 FA02 4K029 BA22 CA05 DA01 DC13 DC16 5F103 AA08 BB15 DD16 DD28 GG10 RR04
Claims (2)
- 【請求項１】 同じ真空室に配置されているスパッタ源
から複数種の蒸気を発生させ、単数又は複数の第１の蒸
気を筒状案内部で超微粒子に凝縮させた後、他の蒸気と
相互に拡散混合しながら、同じ真空室に配置されている
基板の表面に導き、第１の蒸気から生成する超微粒子が
他の蒸気から生成するマトリックスに均一分散した蒸着
膜を基板表面に形成することを特徴とする超微粒子分散
膜の製造方法。 - 【請求項２】 一つの真空室に配置され、独立して投入
電力が制御される複数のスパッタ源と、スパッタ源で発
生した複数の蒸気を同じ真空室に配置された基板に導く
筒状案内部とを備え、複数の蒸気が筒状案内部を通過す
る際に相互に拡散混合することを特徴とする超微粒子分
散膜の製造装置。
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