JP2002340431A - 温度勾配付き電子冷却・加熱器及びそれを用いた成膜方法 - Google Patents
温度勾配付き電子冷却・加熱器及びそれを用いた成膜方法Info
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- JP2002340431A JP2002340431A JP2001144822A JP2001144822A JP2002340431A JP 2002340431 A JP2002340431 A JP 2002340431A JP 2001144822 A JP2001144822 A JP 2001144822A JP 2001144822 A JP2001144822 A JP 2001144822A JP 2002340431 A JP2002340431 A JP 2002340431A
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜生成や物性サンプルの温度依存性等の測
定に有用な温度勾配付き電子冷却・加熱器を提供する。 【解決手段】 ペルチェ素子２２と、そのペルチェ素子
２２の冷却部２８と加熱部２９とを繋いで設置された低
熱伝導板２３とを具備し、ペルチェ素子２２の駆動によ
って低熱伝導板２３上に温度勾配が生成される構造とす
る。低熱伝導板２３上に薄膜生成用基板や物性サンプル
を搭載することにより、連続的な温度変化を与えること
ができ、複数の温度条件での結果を一度に得ることがで
きる。
定に有用な温度勾配付き電子冷却・加熱器を提供する。 【解決手段】 ペルチェ素子２２と、そのペルチェ素子
２２の冷却部２８と加熱部２９とを繋いで設置された低
熱伝導板２３とを具備し、ペルチェ素子２２の駆動によ
って低熱伝導板２３上に温度勾配が生成される構造とす
る。低熱伝導板２３上に薄膜生成用基板や物性サンプル
を搭載することにより、連続的な温度変化を与えること
ができ、複数の温度条件での結果を一度に得ることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はペルチェ効果を用
いた熱電素子を用いて構成される、例えば薄膜生成や物
性サンプルの温度依存を調べる際に用いて好適な温度勾
配付き電子冷却・加熱器に関する。
いた熱電素子を用いて構成される、例えば薄膜生成や物
性サンプルの温度依存を調べる際に用いて好適な温度勾
配付き電子冷却・加熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ペルチェ効果を利用した熱電素子（ペル
チェ素子）は例えば電子冷却器として、半導体レーザや
赤外線センサなどの冷却に広く用いられている。図７は
ペルチェ素子を模式的に示したものであり、Ｐ型半導体
１１とＮ型半導体１２とよりなる熱電半導体の対（熱電
対）に電流を流すと、ペルチェ効果により一方の端面１
３から他方の端面１４へと熱が運ばれ、その結果端面１
３が冷却される。図中、１５は接合用金属を示し、１
６，１７はそれぞれ冷却部、放熱（加熱）部を示す。
チェ素子）は例えば電子冷却器として、半導体レーザや
赤外線センサなどの冷却に広く用いられている。図７は
ペルチェ素子を模式的に示したものであり、Ｐ型半導体
１１とＮ型半導体１２とよりなる熱電半導体の対（熱電
対）に電流を流すと、ペルチェ効果により一方の端面１
３から他方の端面１４へと熱が運ばれ、その結果端面１
３が冷却される。図中、１５は接合用金属を示し、１
６，１７はそれぞれ冷却部、放熱（加熱）部を示す。
【０００３】端面１３から運び出される熱量はＳＴＩに
比例する。ここで、Ｓはゼーベック係数、Ｔは温度、Ｉ
は電流である。効率よく冷却するためには、Ｓの大きい
半導体材料が必要となる。また、ジュール熱の発生によ
る冷却効果の損失を抑えるために電気抵抗率ρが小さい
こと、および冷却部と放熱（加熱）部の温度差を大きく
保つために熱伝導率κが小さいことも要求される。熱電
半導体材料の性能は、次式で表される性能指数Ｚで評価
される。 Ｚ＝Ｓ2 ／κρ 室温領域でＺの大きい材料として現在使われているのは
ビスマステルル系化合物である。
比例する。ここで、Ｓはゼーベック係数、Ｔは温度、Ｉ
は電流である。効率よく冷却するためには、Ｓの大きい
半導体材料が必要となる。また、ジュール熱の発生によ
る冷却効果の損失を抑えるために電気抵抗率ρが小さい
こと、および冷却部と放熱（加熱）部の温度差を大きく
保つために熱伝導率κが小さいことも要求される。熱電
半導体材料の性能は、次式で表される性能指数Ｚで評価
される。 Ｚ＝Ｓ2 ／κρ 室温領域でＺの大きい材料として現在使われているのは
ビスマステルル系化合物である。
【０００４】従来はペルチェ素子にビスマステルル系化
合物製の熱電対を用いて、一定の冷却温度を達成する仕
様とされ、即ちペルチェ素子は基本的に冷却機能のみを
利用するものとなっていた。
合物製の熱電対を用いて、一定の冷却温度を達成する仕
様とされ、即ちペルチェ素子は基本的に冷却機能のみを
利用するものとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、３元
あるいは４元以上の組成の複雑な物質が機能性材料とし
て開発されるようになってきている。例えば、高温超伝
導体（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-X など）や強誘電体（ＰｂＺ
ｒx Ｔｉ1-x Ｏ3 など）、半導体超格子（ＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＧａＡｓＰなど）といった材料で、いずれも機能
を最適化するための組成や生成条件を少ない時間と労力
で調べる手法が望まれている。これらの材料は薄膜の形
で生成されることも多い。
あるいは４元以上の組成の複雑な物質が機能性材料とし
て開発されるようになってきている。例えば、高温超伝
導体（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-X など）や強誘電体（ＰｂＺ
ｒx Ｔｉ1-x Ｏ3 など）、半導体超格子（ＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＧａＡｓＰなど）といった材料で、いずれも機能
を最適化するための組成や生成条件を少ない時間と労力
で調べる手法が望まれている。これらの材料は薄膜の形
で生成されることも多い。
【０００６】薄膜生成において、成膜温度は最も重要な
パラメータのひとつであり、最適条件を知るためには各
温度においてそのたびに成膜を行う必要がある。これは
基板加熱機構が一般に場所依存がないように、広い領域
で一定温度を実現することを目指しているためである。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、例えば薄膜生
成用基板や物性サンプルに連続的な温度勾配（温度変
化）をつけることを可能とする温度勾配付き電子冷却・
加熱器を提供することにある。
パラメータのひとつであり、最適条件を知るためには各
温度においてそのたびに成膜を行う必要がある。これは
基板加熱機構が一般に場所依存がないように、広い領域
で一定温度を実現することを目指しているためである。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、例えば薄膜生
成用基板や物性サンプルに連続的な温度勾配（温度変
化）をつけることを可能とする温度勾配付き電子冷却・
加熱器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、温度勾配付き電子冷却・加熱器は、ペルチェ素子
と、そのペルチェ素子の冷却部と加熱部とを繋いで設置
された低熱伝導板とを具備し、ペルチェ素子の駆動によ
って低熱伝導板上に温度勾配が生成される構造とされ
る。請求項２の発明では請求項１の発明において、ペル
チェ素子のＰ型半導体とＮ型半導体とよりなる熱電対の
配列を保護する保護板がその配列面の両面に設けられ
る。
ば、温度勾配付き電子冷却・加熱器は、ペルチェ素子
と、そのペルチェ素子の冷却部と加熱部とを繋いで設置
された低熱伝導板とを具備し、ペルチェ素子の駆動によ
って低熱伝導板上に温度勾配が生成される構造とされ
る。請求項２の発明では請求項１の発明において、ペル
チェ素子のＰ型半導体とＮ型半導体とよりなる熱電対の
配列を保護する保護板がその配列面の両面に設けられ
る。
【０００８】請求項３の発明では請求項１乃至２のいず
れかの発明において、電子冷却・加熱器全体を加熱する
手段もしくは冷却する手段を具備するものとされる。請
求項４の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記
載された温度勾配付き電子冷却・加熱器の低熱伝導板上
に薄膜生成用基板を搭載し、低熱伝導板上に温度勾配を
生成した状態で、薄膜生成用基板上にマスクを介して複
数の薄膜サンプルを成膜することにより、成膜温度の異
なる薄膜サンプルを同時に成膜するものとされる。
れかの発明において、電子冷却・加熱器全体を加熱する
手段もしくは冷却する手段を具備するものとされる。請
求項４の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記
載された温度勾配付き電子冷却・加熱器の低熱伝導板上
に薄膜生成用基板を搭載し、低熱伝導板上に温度勾配を
生成した状態で、薄膜生成用基板上にマスクを介して複
数の薄膜サンプルを成膜することにより、成膜温度の異
なる薄膜サンプルを同時に成膜するものとされる。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１はこの発明による温
度勾配付き電子冷却・加熱器の一実施例を示したもので
あり、この例では温度勾配付き電子冷却・加熱器２１は
ペルチェ素子２２と低熱伝導板２３とによって構成され
ている。ペルチェ素子２２は図２に示したように、Ｐ型
半導体２４とＮ型半導体２５とよりなる熱電対が平行並
列に複数配列され、電気的にはそれらが直列接続された
ものとなっており、電流を流すことにより、一方の端面
は冷却され、他方の端面は加熱されるものとなる。図
中、２６は接合用の金属を示し、２７はリード線を示
す。
照して実施例により説明する。図１はこの発明による温
度勾配付き電子冷却・加熱器の一実施例を示したもので
あり、この例では温度勾配付き電子冷却・加熱器２１は
ペルチェ素子２２と低熱伝導板２３とによって構成され
ている。ペルチェ素子２２は図２に示したように、Ｐ型
半導体２４とＮ型半導体２５とよりなる熱電対が平行並
列に複数配列され、電気的にはそれらが直列接続された
ものとなっており、電流を流すことにより、一方の端面
は冷却され、他方の端面は加熱されるものとなる。図
中、２６は接合用の金属を示し、２７はリード線を示
す。
【００１０】電流のバイパスを防ぐため、冷却部２８及
び加熱部２９と熱電対との間には薄い絶縁層３１を挟
む。冷却部２８及び加熱部２９は共に例えば銅などの熱
伝導率のよい金属で構成する。絶縁層３１は熱伝導率が
高く、薄い絶縁体が望ましい。絶縁層３１には例えばセ
ラミクスが用いられる。上記のような構造を有するペル
チェ素子２２に対し、この例ではＰ型半導体２４とＮ型
半導体２５とよりなる熱電対の配列を保護する保護板３
２が図１に示したように、その配列面の両面に設けられ
る。
び加熱部２９と熱電対との間には薄い絶縁層３１を挟
む。冷却部２８及び加熱部２９は共に例えば銅などの熱
伝導率のよい金属で構成する。絶縁層３１は熱伝導率が
高く、薄い絶縁体が望ましい。絶縁層３１には例えばセ
ラミクスが用いられる。上記のような構造を有するペル
チェ素子２２に対し、この例ではＰ型半導体２４とＮ型
半導体２５とよりなる熱電対の配列を保護する保護板３
２が図１に示したように、その配列面の両面に設けられ
る。
【００１１】この一対の保護板３２により、熱電対全体
は保護されて外部と絶縁され、また機械的強度が補強さ
れるものとなる。なお、熱の逆流を防いで冷却面と加熱
面との温度差を保つため、保護板３２には断熱効果の高
い材料を用いる。そのような材料としては例えば泡ガラ
スや多孔性セラミクスがあげられる。低熱伝導板２３は
図１に示したように、ペルチェ素子２２の冷却部２８と
加熱部２９とを繋いで設置される。ペルチェ素子２２を
駆動することにより、この低熱伝導板２３上に冷却部２
８と加熱部２９との大きな温度差に対して連続的な（リ
ニアな）温度勾配が生成される。
は保護されて外部と絶縁され、また機械的強度が補強さ
れるものとなる。なお、熱の逆流を防いで冷却面と加熱
面との温度差を保つため、保護板３２には断熱効果の高
い材料を用いる。そのような材料としては例えば泡ガラ
スや多孔性セラミクスがあげられる。低熱伝導板２３は
図１に示したように、ペルチェ素子２２の冷却部２８と
加熱部２９とを繋いで設置される。ペルチェ素子２２を
駆動することにより、この低熱伝導板２３上に冷却部２
８と加熱部２９との大きな温度差に対して連続的な（リ
ニアな）温度勾配が生成される。
【００１２】つまり、従来のペルチェ素子は一般に冷却
面のみを利用するものであったのに対し、この例では従
来利用されることのなかった冷却面と放熱面との温度勾
配を積極的に利用して連続的な温度勾配（温度変化）が
得られるものとなっている。次に、この温度勾配付き電
子冷却・加熱器２１を利用して成膜を行う場合について
説明する。図３Ａは温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
に薄膜生成用基板３３を取り付けた状態を示したもので
あり、薄膜生成用基板３３は取り付け治具３４により、
その両端が固定されて低熱伝導板２３上に搭載される。
面のみを利用するものであったのに対し、この例では従
来利用されることのなかった冷却面と放熱面との温度勾
配を積極的に利用して連続的な温度勾配（温度変化）が
得られるものとなっている。次に、この温度勾配付き電
子冷却・加熱器２１を利用して成膜を行う場合について
説明する。図３Ａは温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
に薄膜生成用基板３３を取り付けた状態を示したもので
あり、薄膜生成用基板３３は取り付け治具３４により、
その両端が固定されて低熱伝導板２３上に搭載される。
【００１３】図４は温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
に搭載された薄膜生成用基板３３が成膜装置４１に設置
された状態を示したものであり、この例では温度勾配付
き電子冷却・加熱器２１全体を液体窒素冷却することに
より、理想的にはＴ0 ＝７８Ｋを中心に温度勾配ΔＴを
薄膜生成用基板３３につけられるものとなっている。図
４中、４２はチャンバを示し、このチャンバ４２内に支
持具４３で支持されているホルダ４４に温度勾配付き電
子冷却・加熱器２１が挿入・装着されている。液体窒素
は液体窒素シュラウド４５にパイプ４６を通じて導入・
排気され、液体窒素シュラウド４５はベローズ４７によ
って、その高さが調整されて温度勾配付き電子冷却・加
熱器２１の背面に接触される。
に搭載された薄膜生成用基板３３が成膜装置４１に設置
された状態を示したものであり、この例では温度勾配付
き電子冷却・加熱器２１全体を液体窒素冷却することに
より、理想的にはＴ0 ＝７８Ｋを中心に温度勾配ΔＴを
薄膜生成用基板３３につけられるものとなっている。図
４中、４２はチャンバを示し、このチャンバ４２内に支
持具４３で支持されているホルダ４４に温度勾配付き電
子冷却・加熱器２１が挿入・装着されている。液体窒素
は液体窒素シュラウド４５にパイプ４６を通じて導入・
排気され、液体窒素シュラウド４５はベローズ４７によ
って、その高さが調整されて温度勾配付き電子冷却・加
熱器２１の背面に接触される。
【００１４】なお、図では簡略化しているが、温度勾配
付き電子冷却・加熱器２１はホルダ４４に装着されるこ
とにより、外部の電流導入端子４８と接続されたリード
線４９と接触して通電することができる構造となってい
る。この図４に示した構成によれば、温度勾配付き電子
冷却・加熱器２１全体を裏側から液体窒素シュラウド４
５で冷却し、その状態でさらに温度勾配付き電子冷却・
加熱器２１に電流を流すことにより、冷却温度をほぼ中
心にして温度勾配が実現する。この状態でマスク（図示
せず）を介して薄膜生成用基板３３に成膜を行うと、冷
却温度付近で成膜温度の異なる複数の薄膜サンプルを同
時に、つまり一回の成膜プロセスで得ることができるも
のとなる。
付き電子冷却・加熱器２１はホルダ４４に装着されるこ
とにより、外部の電流導入端子４８と接続されたリード
線４９と接触して通電することができる構造となってい
る。この図４に示した構成によれば、温度勾配付き電子
冷却・加熱器２１全体を裏側から液体窒素シュラウド４
５で冷却し、その状態でさらに温度勾配付き電子冷却・
加熱器２１に電流を流すことにより、冷却温度をほぼ中
心にして温度勾配が実現する。この状態でマスク（図示
せず）を介して薄膜生成用基板３３に成膜を行うと、冷
却温度付近で成膜温度の異なる複数の薄膜サンプルを同
時に、つまり一回の成膜プロセスで得ることができるも
のとなる。
【００１５】一方、図５は上記のような冷却手段ではな
く、成膜装置４１に温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
全体を加熱する手段を設けた例を示したものであり、こ
の例では加熱手段としてランプヒータ５１を用いたもの
となっている。ランプヒータ５１は図に示したように、
ホルダ４４内に設置されており、これにより室温から６
００℃程度の間の任意の温度Ｔ0 を中心に温度勾配ΔＴ
をつけられるものとなっている。図中、５２はランプヒ
ータ５１のランプを示し、５３はシェイドを示す。
く、成膜装置４１に温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
全体を加熱する手段を設けた例を示したものであり、こ
の例では加熱手段としてランプヒータ５１を用いたもの
となっている。ランプヒータ５１は図に示したように、
ホルダ４４内に設置されており、これにより室温から６
００℃程度の間の任意の温度Ｔ0 を中心に温度勾配ΔＴ
をつけられるものとなっている。図中、５２はランプヒ
ータ５１のランプを示し、５３はシェイドを示す。
【００１６】この例では温度勾配付き電子冷却・加熱器
２１を裏側からランプヒータ５１で加熱した状態で、温
度勾配付き電子冷却・加熱器２１に電流を流し、成膜を
行うことにより、加熱温度付近で成膜温度の異なる複数
の薄膜サンプルを一回の成膜プロセスで得ることができ
る。このように、温度勾配付き電子冷却・加熱器２１を
用いて薄膜生成用基板３３に温度勾配を形成し、その状
態で成膜を行うことにより、他の成膜条件が完全に同じ
状況で、複数の温度条件での成膜結果を一度に得ること
ができる。
２１を裏側からランプヒータ５１で加熱した状態で、温
度勾配付き電子冷却・加熱器２１に電流を流し、成膜を
行うことにより、加熱温度付近で成膜温度の異なる複数
の薄膜サンプルを一回の成膜プロセスで得ることができ
る。このように、温度勾配付き電子冷却・加熱器２１を
用いて薄膜生成用基板３３に温度勾配を形成し、その状
態で成膜を行うことにより、他の成膜条件が完全に同じ
状況で、複数の温度条件での成膜結果を一度に得ること
ができる。
【００１７】従って、例えば薄膜材料の開発において、
その成膜温度依存性の調査（測定）に要する時間を大幅
に短縮することができる。また、連続的な温度変化を観
察することで、変化の傾向や構造相転移といったクリテ
ィカルな温度を見逃さずにとらえることができる。薄膜
生成用基板３３の両端につく温度差は、薄膜生成用基板
３３の大きさなどの条件に依存するが、最大で１００Ｋ
程度を想定している。なお、実際には両端に温度センサ
用の熱電対を装着することにより温度差を実測すること
ができる。
その成膜温度依存性の調査（測定）に要する時間を大幅
に短縮することができる。また、連続的な温度変化を観
察することで、変化の傾向や構造相転移といったクリテ
ィカルな温度を見逃さずにとらえることができる。薄膜
生成用基板３３の両端につく温度差は、薄膜生成用基板
３３の大きさなどの条件に依存するが、最大で１００Ｋ
程度を想定している。なお、実際には両端に温度センサ
用の熱電対を装着することにより温度差を実測すること
ができる。
【００１８】ペルチェ素子２２の熱電対（Ｐ型半導体２
４，Ｎ型半導体２５）に用いる熱電材料については、使
用する温度領域で最も熱電変換効率のよい材料が異な
る。現在までに知られている熱電材料で例をあげると、
室温を中心に温度勾配をつける場合はビスマステルル
（Ｂｉ2 Ｔｅ3 ）系化合物が適当である。また、ランプ
ヒータ５１などにより加熱し、高温を中心に温度勾配を
つけて使用する場合、３００℃以上で効率がよい材料と
しては、Ｓｉ−Ｇｅ混晶材料、ＰｂＴｅ系化合物あるい
はスクッテルダイト系材料があげられる。低温ではＢｉ
−Ｓｂ系材料を用いる。
４，Ｎ型半導体２５）に用いる熱電材料については、使
用する温度領域で最も熱電変換効率のよい材料が異な
る。現在までに知られている熱電材料で例をあげると、
室温を中心に温度勾配をつける場合はビスマステルル
（Ｂｉ2 Ｔｅ3 ）系化合物が適当である。また、ランプ
ヒータ５１などにより加熱し、高温を中心に温度勾配を
つけて使用する場合、３００℃以上で効率がよい材料と
しては、Ｓｉ−Ｇｅ混晶材料、ＰｂＴｅ系化合物あるい
はスクッテルダイト系材料があげられる。低温ではＢｉ
−Ｓｂ系材料を用いる。
【００１９】図６は成膜温度と共に例えば組成も異なる
薄膜サンプルを同時に成膜できるようにした構成の一例
を模式的に示したものである。成膜される薄膜は構成元
素ＡとＢとよりなる２元組成とされ、蒸着によって成膜
される。図中、６１は元素Ａの蒸着源を示し、６２は元
素Ｂの蒸着源を示す。薄膜生成用基板３３は温度勾配付
き電子冷却・加熱器２１に前述した図３Ａと同様に取り
付けられており、この薄膜生成用基板３３にマスク６３
を介して複数の薄膜サンプルが成膜される。
薄膜サンプルを同時に成膜できるようにした構成の一例
を模式的に示したものである。成膜される薄膜は構成元
素ＡとＢとよりなる２元組成とされ、蒸着によって成膜
される。図中、６１は元素Ａの蒸着源を示し、６２は元
素Ｂの蒸着源を示す。薄膜生成用基板３３は温度勾配付
き電子冷却・加熱器２１に前述した図３Ａと同様に取り
付けられており、この薄膜生成用基板３３にマスク６３
を介して複数の薄膜サンプルが成膜される。
【００２０】成膜において、この例では元素Ｂの蒸着量
は一定とし、元素Ａの蒸着量が変化するように構成され
ており、即ち蒸着源６１の前方に透過量調整板６４が配
置されている。透過量調整板６４は図に示したように、
例えばのこ歯状の溝を有するもので透過量がＸ方向に変
化するものとなっている。なお、必要に応じ、透過量調
整板６４をＹ方向に振動させることにより平均化する。
この構成によれば、薄膜生成用基板３３に成膜される薄
膜サンプルは元素Ａの蒸着量と成膜温度との両者が変化
したものとなる。図３Ｂは薄膜生成用基板３３上に成膜
された薄膜サンプル６５を模式的に示したものであり、
組成変化と温度変化の情報が１回の成膜プロセスで得ら
れるものとなる。
は一定とし、元素Ａの蒸着量が変化するように構成され
ており、即ち蒸着源６１の前方に透過量調整板６４が配
置されている。透過量調整板６４は図に示したように、
例えばのこ歯状の溝を有するもので透過量がＸ方向に変
化するものとなっている。なお、必要に応じ、透過量調
整板６４をＹ方向に振動させることにより平均化する。
この構成によれば、薄膜生成用基板３３に成膜される薄
膜サンプルは元素Ａの蒸着量と成膜温度との両者が変化
したものとなる。図３Ｂは薄膜生成用基板３３上に成膜
された薄膜サンプル６５を模式的に示したものであり、
組成変化と温度変化の情報が１回の成膜プロセスで得ら
れるものとなる。
【００２１】以上、温度勾配付き電子冷却・加熱器２１
を成膜に用いる場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば物性サンプルの温度依存性の調査、化学反応
サンプルの多様な温度条件下での反応実験、電子顕微鏡
による観察試料の加熱・冷却等、各種用途に用いること
ができる。
を成膜に用いる場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば物性サンプルの温度依存性の調査、化学反応
サンプルの多様な温度条件下での反応実験、電子顕微鏡
による観察試料の加熱・冷却等、各種用途に用いること
ができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による温
度勾配付き電子冷却・加熱器によれば、大きな温度差と
その温度差に対する均一な温度勾配（リニアな温度勾
配）が得られるため、薄膜生成用基板や物性サンプルに
温度勾配をつけることができ、よって薄膜サンプルの成
膜温度依存性や物性サンプルの温度依存性等の測定・調
査において、複数の温度条件での結果を一度に得られる
ものとなり、その点で測定・調査の時間を大幅に短縮す
ることができるものとなる。
度勾配付き電子冷却・加熱器によれば、大きな温度差と
その温度差に対する均一な温度勾配（リニアな温度勾
配）が得られるため、薄膜生成用基板や物性サンプルに
温度勾配をつけることができ、よって薄膜サンプルの成
膜温度依存性や物性サンプルの温度依存性等の測定・調
査において、複数の温度条件での結果を一度に得られる
ものとなり、その点で測定・調査の時間を大幅に短縮す
ることができるものとなる。
【図１】請求項１の発明の一実施例を示す図、Ａは平面
図、Ｂは側面図、Ｃは断面図。
図、Ｂは側面図、Ｃは断面図。
【図２】Ａは図１におけるペルチェ素子の平面図、Ｂは
その側面図。
その側面図。
【図３】Ａは図１に示した温度勾配付き電子冷却・加熱
器に薄膜生成用基板が取り付けられた状態を示す平面
図、Ｂは薄膜生成用基板に複数の薄膜サンプルが成膜さ
れた状態を模式的に示した図。
器に薄膜生成用基板が取り付けられた状態を示す平面
図、Ｂは薄膜生成用基板に複数の薄膜サンプルが成膜さ
れた状態を模式的に示した図。
【図４】冷却手段と共に温度勾配付き電子冷却・加熱器
が成膜装置に設置された状態を示す概略図。
が成膜装置に設置された状態を示す概略図。
【図５】加熱手段と共に温度勾配付き電子冷却・加熱器
が成膜装置に設置された状態を示す概略図。
が成膜装置に設置された状態を示す概略図。
【図６】成膜温度と組成の両者が異なる複数の薄膜サン
プルを一回の成膜プロセスで成膜する方法を説明するた
めの図。
プルを一回の成膜プロセスで成膜する方法を説明するた
めの図。
【図７】ペルチェ素子の模式図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ペルチェ素子と、 そのペルチェ素子の冷却部と加熱部とを繋いで設置され
た低熱伝導板とを具備し、 上記ペルチェ素子の駆動によって上記低熱伝導板上に温
度勾配が生成される構造とされていることを特徴とする
温度勾配付き電子冷却・加熱器。 - 【請求項２】 請求項１記載の温度勾配付き電子冷却・
加熱器において、 上記ペルチェ素子のＰ型半導体とＮ型半導体とよりなる
熱電対の配列を保護する保護板がその配列面の両面に設
けられていることを特徴とする温度勾配付き電子冷却・
加熱器。 - 【請求項３】 請求項１乃至２記載のいずれかの温度勾
配付き電子冷却・加熱器において、 電子冷却・加熱器全体を加熱する手段もしくは冷却する
手段を具備することを特徴とする温度勾配付き電子冷却
・加熱器。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
温度勾配付き電子冷却・加熱器の低熱伝導板上に薄膜生
成用基板を搭載し、 上記低熱伝導板上に温度勾配を生成した状態で、上記薄
膜生成用基板上にマスクを介して複数の薄膜サンプルを
成膜することにより、成膜温度の異なる薄膜サンプルを
同時に成膜することを特徴とする温度勾配付き電子冷却
・加熱器を用いた成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001144822A JP3616993B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 温度勾配付き電子冷却・加熱器及びそれを用いた成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001144822A JP3616993B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 温度勾配付き電子冷却・加熱器及びそれを用いた成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340431A true JP2002340431A (ja) | 2002-11-27 |
| JP3616993B2 JP3616993B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=18990719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001144822A Expired - Fee Related JP3616993B2 (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 温度勾配付き電子冷却・加熱器及びそれを用いた成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3616993B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108640A1 (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | National Institute For Materials Science | コンビナトリアル成膜方法とその装置 |
| CN110846635A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 福建华佳彩有限公司 | 一种控温接触板和蒸镀设备 |
-
2001
- 2001-05-15 JP JP2001144822A patent/JP3616993B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108640A1 (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | National Institute For Materials Science | コンビナトリアル成膜方法とその装置 |
| CN110846635A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 福建华佳彩有限公司 | 一种控温接触板和蒸镀设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3616993B2 (ja) | 2005-02-02 |
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