JP2994591B2 - Evaporation method and apparatus for vacuum deposition - Google Patents

Evaporation method and apparatus for vacuum deposition

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JP2994591B2 JP8244580A JP24458096A JP2994591B2 JP 2994591 B2 JP2994591 B2 JP 2994591B2 JP 8244580 A JP8244580 A JP 8244580A JP 24458096 A JP24458096 A JP 24458096A JP 2994591 B2 JP2994591 B2 JP 2994591B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、真空チェンバー内
部に配置された半導体ウエハなどの基板表面上に、加熱
により溶融蒸発または昇華させて発生させた原子または
分子線を凝着させる真空蒸着用蒸発方法と装置に関し、
特に複数の材料を蒸発させるための真空蒸着用蒸発方法
と装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to evaporation for vacuum deposition, in which atoms or molecular beams generated by melting and sublimating or sublimating by heating are adhered to the surface of a substrate such as a semiconductor wafer disposed inside a vacuum chamber. Regarding methods and apparatus,
In particular, the present invention relates to an evaporation method and apparatus for vacuum evaporation for evaporating a plurality of materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】真空蒸着では、真空チェンバー内部に配
置された蒸発材料を加熱によって溶融蒸発または昇華さ
せて原子または分子線を発生し、これとは別に真空チェ
ンバー内部に配置された半導体ウエハなどの基板上に凝
着させることにより薄膜を形成する。従来において、こ
のような薄膜形成に必要な蒸発材料の蒸発手段として
は、抵抗加熱法と電子衝撃加熱法が知られている。抵抗
加熱法は、電気抵抗体で発生した熱を輻射または熱伝導
により蒸発源に加えて加熱する形式のものであり、加熱
源の方が薄膜材料であるよりも高温になる。このため、
加熱蒸発される薄膜材料へ不純物が混入し、加熱源が薄
膜材料と反応することもあり、また加熱源の材料におけ
る融点などによる制約もあった。
2. Description of the Related Art In vacuum deposition, an evaporation material disposed in a vacuum chamber is melted and evaporated or sublimated by heating to generate atomic or molecular beams. Separately, a semiconductor wafer or the like disposed in a vacuum chamber is disposed. A thin film is formed by cohesion on a substrate. Conventionally, as a means for evaporating the evaporating material necessary for forming such a thin film, a resistance heating method and an electron impact heating method are known. The resistance heating method is a method in which heat generated by an electric resistor is added to an evaporation source by radiation or heat conduction and heating is performed, and the heating source has a higher temperature than a thin film material. For this reason,
In some cases, impurities are mixed into the thin film material to be heated and evaporated, and the heating source reacts with the thin film material. In addition, there are restrictions due to the melting point of the heating source material.

【0003】一方、電子衝撃加熱法は、熱陰極フィラメ
ントで発生させた熱電子を加速して蒸発材料に衝突させ
て加熱する方法である。このような電子衝撃加熱法によ
る蒸発源としては、蒸発材料をるつぼに収納し、熱陰極
フィラメントで発生させた熱電子を前記蒸発材料に電磁
誘導すると共に加速電圧をかけて加速し、衝突させる形
式のものが最も一般的である。また他の蒸発源として、
棒状の蒸発材料の先端部に熱陰極フィラメントから発生
した熱電子を衝突させ、この棒状の蒸発材料の先端部分
を電子衝撃によって溶解して蒸発させるものもある。
On the other hand, the electron impact heating method is a method in which thermionic electrons generated by a hot cathode filament are accelerated so as to collide with an evaporating material for heating. As the evaporation source by such an electron impact heating method, the evaporation material is stored in a crucible, and the thermoelectrons generated by the hot cathode filament are electromagnetically induced in the evaporation material, accelerated by applying an accelerating voltage, and collided. Are the most common. Also, as another evaporation source,
There is also a method in which a thermoelectron generated from a hot cathode filament collides with the tip of a rod-shaped evaporation material, and the tip of the rod-shaped evaporation material is dissolved and evaporated by electron impact.

【0004】最近の薄膜形成技術では、異なる複数の蒸
発材料を同時に蒸発させて蒸着基板上で化学反応や合金
化を起こさせる化合物半導体薄膜や合金性磁性薄膜が注
目されている。例えば、地球上に多く存在する非稀少物
質の2元系物質であるシリサイド・鉄化合物(例えば、
β−FeSi2)は、将来の太陽電池用半導体材料とし
て有望視されている。しかしながら、このような二元材
料からなる薄膜を形成するには、同一の真空槽内に複数
の蒸発源を配置しなければならず、そのため、装置が大
型になるという課題があった。
In recent thin film forming techniques, a compound semiconductor thin film or an alloy magnetic thin film that causes a plurality of different evaporation materials to evaporate at the same time to cause a chemical reaction or alloying on a deposition substrate has attracted attention. For example, a silicide iron compound, which is a binary substance of many non-rare substances found on the earth (for example,
β-FeSi 2) is considered promising as a semiconductor material for solar cells in the future. However, in order to form such a thin film made of a binary material, a plurality of evaporation sources must be arranged in the same vacuum chamber, and there is a problem that the apparatus becomes large.

【0005】また、このような問題点を解決するため、
本件発明者らは、シリコンの棒状部材の周囲に板状また
は線状の鉄を巻き付け、これによりシリコンと鉄の複数
の蒸発材料からなる蒸発源とし、この棒状の蒸発材料の
先端の複数蒸発材料の接合部分に熱陰極フィラメントで
発生した熱電子を衝突させ、その電子衝撃によって2つ
の蒸発材料を同時に溶解、蒸発させるて分子線を発生さ
せる蒸発装置を既に提案した。
In order to solve such a problem,
The present inventors wrapped a plate-shaped or linear iron around a silicon rod-shaped member, thereby forming an evaporation source composed of a plurality of evaporation materials of silicon and iron, and a plurality of evaporation materials at the tip of the rod-shaped evaporation material. An evaporator has already been proposed in which a thermoelectron generated by a hot cathode filament collides with a junction of the above, and the two impact materials are simultaneously melted and evaporated by the electron impact to generate a molecular beam.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記棒
状または板状の蒸発源を使用した複数材料の蒸発手段
を、化合物半導体の1つであるベータ鉄シリサイド(β
−FeSi2)の薄膜の形成に適用したとき、次のよう
な問題が発生することが分かった。すなわち、直径2m
mのシリコン棒に厚さ0.15mmの鉄の板を巻き付け
(鉄:シリコン=1:2)、これを真空中に配置し、そ
の先端部を電子衝撃により加熱して溶解した場合、その
先端部は鉄の融点である1535℃及びシリコンの融点
である1414℃よりもはるかに低い温度(千数百℃)
で溶解してしまう。これは、シリコンの高温における化
学活性が非常に高いために、混合物の融点が降下する物
理的現象によるものである。このため、前記棒状の鉄と
シリコンの先端の液滴部を、蒸着に必要な蒸気圧温度で
ある1600〜1700℃の高温まで電子衝撃加熱する
と、蒸発材料の溶融により発生した先端の液玉部の付け
根の部分の温度も千数百℃以上になる。これにより、固
体部分がどんどん溶解して前記鉄とシリコンの棒が短く
なり、先端の溶融液玉が成長し、その結果、蒸発速度が
大きく変化してしまう。
However, the means for evaporating a plurality of materials using the rod-shaped or plate-shaped evaporation source is replaced with beta iron silicide (β) which is one of the compound semiconductors.
When applied to the formation of a thin film of -FeSi2), the following problems were found to occur. That is, 2m in diameter
When a 0.15 mm thick iron plate is wrapped around a silicon rod (iron: silicon = 1: 2), this is placed in a vacuum, and its tip is heated and melted by electron impact. The temperature is much lower than the melting point of iron (1535 ° C.) and silicon (1414 ° C.)
Will dissolve. This is due to a physical phenomenon in which the melting point of the mixture drops due to the extremely high chemical activity of silicon at high temperatures. For this reason, when the rod-shaped droplet portion at the tip of iron and silicon is subjected to electron impact heating to a high temperature of 1600 to 1700 ° C., which is the vapor pressure temperature required for vapor deposition, the liquid droplet portion at the tip generated by melting of the evaporation material The temperature at the base of the base is also over a thousand hundred degrees Celsius. As a result, the solid portion dissolves more and more, the iron and silicon rods become shorter, and a molten ball at the tip grows, resulting in a large change in the evaporation rate.

【0007】そこで、本発明では、前記のような従来技
術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、真空蒸着装置内などの真空内で複数の蒸発材料を
蒸発するに当たり、上述した混合物における融点降下な
どの物理現象による溶融部分の成長を防止し、蒸発速度
を安定して制御することが可能な真空蒸着用蒸発方法及
び蒸発装置を提供することにある。
In view of the above, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to evaporate a plurality of evaporation materials in a vacuum such as in a vacuum evaporation apparatus. It is an object of the present invention to provide an evaporation method and an evaporation apparatus for vacuum evaporation which can prevent the growth of a molten portion due to a physical phenomenon such as a decrease in melting point in a mixed mixture and can stably control an evaporation rate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本件発明者は、複数の蒸
発材料である前記の鉄棒及びシリコン棒を別々に用意
し、これら棒の先端部を電子衝撃加熱により溶解した場
合、上述のように溶解液玉がどんどん成長するという現
象は全く起こらないことを実験的に確認した。これは、
前記2種類の蒸発材料が高温でも、これらが互いに接触
しなければ、前記融点降下の物理的現象は起こらず、複
数の蒸発材料の溶解により生成される液玉の成長を抑え
ることが可能であることを示唆するものである。本発明
は、本件発明者によるこのような着目によりなされたも
ので、複数の蒸発材料200、300を電子衝撃により
溶融、蒸発する先端部分でのみ接触させ、それ以外の部
分では蒸発材料200、300を互いに接触しないよう
にした。
Means for Solving the Problems The present inventor separately prepared a plurality of the above-mentioned iron rods and silicon rods as evaporation materials, and melted the tips of these rods by electron impact heating as described above. It was experimentally confirmed that the phenomenon that the melted beads grew rapidly did not occur at all. this is,
Even if the two kinds of evaporating materials are at a high temperature, if they do not come into contact with each other, the physical phenomenon of the melting point drop does not occur, and it is possible to suppress the growth of liquid droplets generated by dissolving a plurality of evaporating materials. It suggests that. The present invention has been made based on such attention by the inventor of the present invention, and a plurality of evaporating materials 200 and 300 are brought into contact only at a tip portion where the evaporating materials 200 and 300 melt and evaporate by electron impact, and at other portions, the evaporating materials 200 and 300 are Were not in contact with each other.

【0009】すなわち、本発明による真空蒸着用蒸発方
法は、複数の棒状または板状の異なる蒸発材料200、
300を、互いにそれらの先端部がほぼ接触するように
配置し、前記蒸発材料200、300の接触部を加熱す
ることにより、前記複数の異なる蒸発材料200、30
0の原子または分子線を発生させることを特徴とするも
のである。このような複数の棒状または板状の異なる蒸
発材料200、300は、互いに平行あるいはV字状に
配置されている。そして、これら複数の棒状または板状
の異なる蒸発材料200、300は、互いに接触し、加
熱されるそれらの先端部に向けて送りが与えられる。
That is, the evaporation method for vacuum evaporation according to the present invention comprises a plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials 200,
The plurality of different evaporating materials 200, 30 are arranged by disposing the evaporating materials 200, 300 such that their tips are substantially in contact with each other, and heating the contact portions of the evaporating materials 200, 300.
It is characterized by generating zero atom or molecular beam. The plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials 200 and 300 are arranged in parallel or in a V shape. Then, the plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials 200 and 300 come into contact with each other and are fed toward their front ends to be heated.

【0010】さらに本発明による真空蒸着用蒸発装置
は、複数の棒状または板状の異なる蒸発材料200、3
00を、互いに平行あるいはV字状に配置すると共に、
互いにそれらの先端部がほぼ接触するように配置し、前
記蒸発材料200、300の先端部を加熱する加熱手段
を配置し、これにより、複数の棒状または板状の異なる
蒸発材料200、300の先端部を加熱し、複数の異な
る蒸発材料200、300の原子または分子線を発生さ
せることを特徴とする。前記加熱手段は、前記蒸発材料
200、300の先端部に向けて熱電子を発射する熱陰
極フィラメント25からなり、この熱陰極フィラメント
は、その周囲がシールド電極26により囲まれている。
さらに、前記蒸発材料200、300の先端部から発生
する電子線及び分子線の発生強度をモニターするモニタ
ー手段27が設けられている。
Further, the evaporating apparatus for vacuum vapor deposition according to the present invention comprises a plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials 200, 3
00 are arranged in parallel or in a V-shape,
Heating means for heating the tips of the evaporating materials 200 and 300 are arranged so that their tips are almost in contact with each other, whereby a plurality of rod-shaped or plate-shaped tips of the different evaporating materials 200 and 300 are provided. It is characterized in that the part is heated to generate atomic or molecular beams of a plurality of different evaporation materials 200, 300. The heating means includes a hot cathode filament 25 that emits thermoelectrons toward the tips of the evaporation materials 200 and 300. The hot cathode filament is surrounded by a shield electrode 26.
Further, a monitoring means 27 for monitoring the intensity of generation of the electron beam and the molecular beam generated from the tips of the evaporation materials 200 and 300 is provided.

【0011】このような複数の蒸発材料200、300
の蒸発方法と装置では、複数の蒸発材料200、300
が電子衝撃により溶融、蒸発する先端部分でのみ接触
し、それ以外の部分では蒸発材料200、300が互い
に接触していないため、複数の蒸発材料200、300
が高温でも、これらが互いに接触していない先端部分以
外の部分では、前述のような融点降下の物理的現象は起
こらない。従って、複数の蒸発材料200、300の溶
解により生成される液玉の成長を抑えることが可能であ
る。
[0011] Such a plurality of evaporation materials 200, 300
In the method and apparatus for evaporating, a plurality of evaporating materials 200, 300
Are contacted only at the tip portion where they melt and evaporate due to the electron impact, and the evaporating materials 200 and 300 are not in contact with each other in other portions.
Even at high temperatures, the above-mentioned physical phenomenon of the melting point drop does not occur in portions other than the tip portions where they do not contact each other. Therefore, it is possible to suppress the growth of the liquid droplet generated by dissolving the plurality of evaporation materials 200 and 300.

【0012】そして、複数の棒状または板状の異なる蒸
発材料200、300に、互いに接触し、加熱されるそ
れらの先端部に向けて送りを与えることにより、複数の
蒸発材料200、300をそのほぼ全長にわたって蒸発
することが可能である。また、熱陰極フィラメントの周
囲を、シールド電極により囲むことで、熱電子、反射電
子或いは発生した分子線の周囲への放散が防止できる。
さらに、前記蒸発材料200、300の先端部から発生
する電子線及び分子線の発生強度をモニターするモニタ
ー手段27を設けることで、熱電子、反射電子或いは発
生した分子線の状態を常時監視することができる。
Then, by feeding a plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporating materials 200, 300 toward their tips to be brought into contact with each other and heated, the plurality of evaporating materials 200, 300 are substantially It is possible to evaporate over the entire length. Further, since the periphery of the hot cathode filament is surrounded by the shield electrode, it is possible to prevent thermions, reflected electrons, or generated molecular beams from radiating around.
Further, by providing a monitoring means 27 for monitoring the intensity of generation of electron beams and molecular beams generated from the tips of the evaporation materials 200 and 300, the state of thermoelectrons, reflected electrons or generated molecular beams can be constantly monitored. Can be.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図3に真空チェンバー内部に配置された蒸発材料を加熱
によって溶融蒸発または昇華させて原子または分子線を
発生し、真空チェンバー内部に配置された半導体ウエハ
などの基板100上に凝着させることにより薄膜を形成
する、いわゆる、成膜装置の一部が示されている。この
成膜装置では、真空チェンバー1の内部に、原子または
分子線を発生する蒸発部2と、その下方に配置されたヒ
ーターを内蔵した基板ホルダー3とを備え、この上に基
板100が保持されている。
Embodiments of the present invention will now be described specifically and in detail with reference to the drawings.
In FIG. 3, the evaporation material disposed inside the vacuum chamber is melted and evaporated or sublimated by heating to generate atomic or molecular beams, and the thin film is deposited on a substrate 100 such as a semiconductor wafer disposed inside the vacuum chamber. Is formed, that is, a part of a film forming apparatus. In this film forming apparatus, a vacuum chamber 1 is provided with an evaporator 2 for generating an atomic or molecular beam, and a substrate holder 3 having a built-in heater disposed below the evaporator 2, on which a substrate 100 is held. ing.

【0014】なおここでは、異なる複数の蒸発材料20
0、300を同時に蒸発させて基板100上で化学反応
を起こさせて化合物半導体薄膜を形成するため、非稀少
物質の2元系物質である鉄とシリコンを蒸発材料とし
て、ベータ鉄シリサイド(β−FeSi2)を蒸着形成
する例を説明する。他の複数の蒸発材料を蒸発させて、
基板上で化合物薄膜を形成する場合も、以下と同様にし
て実施できることは言うまでもない。
Here, a plurality of different evaporation materials 20 are used.
Since 0 and 300 are simultaneously evaporated to cause a chemical reaction on the substrate 100 to form a compound semiconductor thin film, beta iron silicide (β- An example in which FeSi2) is formed by vapor deposition will be described. By evaporating other evaporating materials,
It goes without saying that a compound thin film can be formed on a substrate in the same manner as described below.

【0015】図1に本発明の真空蒸着用蒸発方法を実施
するための一の実施の形態としての蒸発装置が示されて
いる。例えば外形略円筒形状の銅製の伝導冷却体21の
底部壁22に2つの貫通孔23、23が形成され、これ
ら貫通孔23、23を2種の棒状の蒸発材料であるシリ
コン棒からなる第一の蒸発材料200と鉄の棒からなる
第二の蒸発材料300とが貫通して配置されている。こ
れら蒸発材料200、300は、図示されない送り出し
機構(それぞれ、独立)により、前記伝導冷却体21の
下端に形成された蒸発用の蒸発空間24内に送り出され
る。
FIG. 1 shows an evaporation apparatus as one embodiment for carrying out the evaporation method for vacuum evaporation according to the present invention. For example, two through holes 23, 23 are formed in a bottom wall 22 of a copper conduction cooling body 21 having a substantially cylindrical outer shape, and these through holes 23, 23 are made of a first rod made of a silicon rod which is two kinds of rod-shaped evaporation materials. And the second evaporating material 300 made of an iron rod are arranged to penetrate. These evaporating materials 200 and 300 are sent out into an evaporating space 24 formed at the lower end of the conduction cooling body 21 by an unillustrated sending mechanism (each independent).

【0016】この蒸発用空間24内では、例えば図2に
示すように、前記2種の蒸発材料200、300を取り
囲むように、電子衝撃加熱の電子源である熱陰極フィラ
メント25が配置されている。この熱陰極フィラメント
25は、図示されないが、前記伝導冷却体21の一部に
植設された電極により、前記第一の蒸発材料200と第
二の蒸発材料300の下端の周囲に保持され、それらか
ら延長されたリード線を介して加熱用電流が供給され
る。また、これら第一の蒸発材料200と第二の蒸発材
料300は、図1に示すように、互いに近接して略平行
に配置され、それらの下端部がほぼ接触する程度の位置
になるように配置される。或いは図4に示すように、第
一の蒸発材料200と第二の蒸発材料300をV字形に
配置し、それらの先端を接触させる。
In the evaporating space 24, for example, as shown in FIG. 2, a hot cathode filament 25, which is an electron source for electron impact heating, is disposed so as to surround the two types of evaporating materials 200 and 300. . Although not shown, the hot cathode filament 25 is held around the lower ends of the first evaporative material 200 and the second evaporative material 300 by an electrode implanted in a part of the conduction cooling body 21. A heating current is supplied via a lead wire extended from the heater. Further, as shown in FIG. 1, the first evaporating material 200 and the second evaporating material 300 are arranged close to each other and substantially parallel to each other so that their lower ends are almost in contact with each other. Be placed. Alternatively, as shown in FIG. 4, the first evaporating material 200 and the second evaporating material 300 are arranged in a V-shape, and their tips are brought into contact.

【0017】前記の図1に示すように、前記蒸発用空間
24内には、第一の蒸発材料100と第二の蒸発材料2
00の先端部及びその周囲の熱陰極フィラメント25の
下方を除いて、それらを囲むように、シールド電極26
が設けられている。このシールド電極26の開口部に
は、前記第一の蒸発材料200と第二の蒸発材料300
の先端が溶融混合して化学反応し、蒸発または昇華する
ことにより発生される原子または分子(例えば、ベータ
鉄シリサイド分子)の発生強度をモニターするための電
極であるメッシュ状の分子線強度モニター電極27が設
けられている。
As shown in FIG. 1, a first evaporating material 100 and a second evaporating material 2
00 and the shield electrode 26 so as to surround them except under the hot cathode filament 25 around the tip of the
Is provided. The first evaporating material 200 and the second evaporating material 300
A molecular beam intensity monitoring electrode in the form of a mesh for monitoring the generation intensity of atoms or molecules (for example, beta iron silicide molecules) generated by melting and mixing of the tips of the particles to cause a chemical reaction and evaporation or sublimation. 27 are provided.

【0018】このような蒸発装置では、まず、熱陰極フ
ィラメント25の加熱電源であるフィラメント加熱電源
(図示せず)を調節し、同熱陰極フィラメント25でシ
ールド電極26を加熱し、そのガス出しを行う。次に、
図示しないスイッチを切り換え、前記の基板ホルダー3
にヒーターにより基板100を加熱し、そのガス出しな
どの必要な作業を行う。その後、複数の蒸発材料20
0、300の先端部に前記熱陰極フィラメント25から
発生する熱電子を加速して衝突させ、この電子衝撃加熱
によって前記蒸発材料200、300の先端部を溶融蒸
発または昇華させて、これらの原子または分子線を発生
させる。そして、この原子線や分子線を成膜装置の真空
チェンバー1内において蒸発部2の下方に配置された基
板100の表面上に凝着させる。
In such an evaporator, first, a filament heating power supply (not shown), which is a heating power supply for the hot cathode filament 25, is adjusted, and the shield electrode 26 is heated by the hot cathode filament 25, and the gas is discharged. Do. next,
By switching a switch (not shown), the substrate holder 3
Then, the substrate 100 is heated by a heater, and necessary operations such as degassing are performed. Thereafter, a plurality of evaporation materials 20
The thermoelectrons generated from the hot cathode filament 25 are accelerated and collided with the tips of the hot cathode filaments 0 and 300, and the tips of the evaporation materials 200 and 300 are melted and evaporated or sublimated by the electron impact heating, so that these atoms or Generate a molecular beam. Then, these atomic beams and molecular beams are deposited on the surface of the substrate 100 disposed below the evaporating section 2 in the vacuum chamber 1 of the film forming apparatus.

【0019】この時、第一の蒸発材料200と第二の蒸
発材料300の先端は、熱陰極フィラメント25からの
電子線e、eの衝撃により加熱されて溶融されるが、そ
れら下端は互いに近接するように配置されていることか
ら、その下先端の溶融部が互いに融合して点状の溶融部
分400を形成する。この場合、溶融したシリコンと鉄
は溶融部分400の接触部で互いに混合または反応し、
昇華してベータ鉄シリサイド(β−FeSi2)の分子
ビーム500(図中に矢印で示す)を発生する。しか
し、この溶融部分400が上述の融点下降現象により成
長することはない。そのため、この溶融部分400から
は複数の蒸着物質を安定して下方へ蒸発して供給するこ
とができる。例えば、前記分子線強度モニター電極27
により供給分子量をモニターしながら熱陰極フィラメン
ト25への供給電流を調整することにより、複数の蒸発
分子ビームを安定して制御し、複数元素を基板100の
表面上に凝着することが可能になる。
At this time, the tips of the first evaporating material 200 and the second evaporating material 300 are heated and melted by the impact of the electron beams e and e from the hot cathode filament 25, but their lower ends are close to each other. As a result, the melted portions at the lower ends thereof fuse with each other to form a dot-shaped melted portion 400. In this case, the molten silicon and the iron mix or react with each other at the contact portion of the molten portion 400,
It sublimates to generate a molecular beam 500 of beta iron silicide (β-FeSi 2) (indicated by an arrow in the figure). However, the molten portion 400 does not grow due to the above-described melting point lowering phenomenon. Therefore, a plurality of deposition substances can be stably evaporated downward and supplied from the molten portion 400. For example, the molecular beam intensity monitor electrode 27
By controlling the supply current to the hot cathode filament 25 while monitoring the supply molecular weight, a plurality of evaporated molecular beams can be controlled stably, and a plurality of elements can be deposited on the surface of the substrate 100. .

【0020】この蒸発材料200、300の蒸発に際し
ては、それぞれの蒸発材料200、300の送り出し機
構を互いに独立させて送り出し速度を調整するか、或い
は蒸発材料200、300の太さを異ならせることによ
り、その混合比を調整することが出来る。さらに3種類
以上のを蒸発材料を混合する場合は、前記2本の棒状の
蒸発材料200、300の一方の周囲に板状又は線状の
他の蒸発材料を巻き付けた同軸複合材料を使用すること
もできる。但し、その場合、この同軸複合材料は、互い
に融点下降現象を起こさない材料を選択して使用するこ
とが好ましい。もちろん、3種類以上の蒸発材料を平行
またはV字形に配置し、それらの先端を接触させてもよ
い。
When evaporating the evaporating materials 200 and 300, the feeding speed of the evaporating materials 200 and 300 is adjusted independently of each other, or the thickness of the evaporating materials 200 and 300 is varied. , Its mixing ratio can be adjusted. When three or more evaporating materials are further mixed, a coaxial composite material in which another evaporating material in the form of a plate or a line is wound around one of the two rod-shaped evaporating materials 200 and 300 is used. Can also. However, in this case, it is preferable to select and use materials that do not cause a melting point lowering phenomenon. Of course, three or more types of evaporating materials may be arranged in parallel or in a V-shape, and their tips may be brought into contact.

【0021】なお、前記の実施の形態においては、複数
の蒸発材料200、300を棒状の形態としたものを例
示したが、蒸発材料200、300としては、このよう
な棒状のみに限定されることなく、例えば図5に示すよ
うに、複数の蒸発材料200’、300’を板状として
もよい。そして、これらを蒸発材料200’、300’
を互いに接して略平行に配置し、その下端部がほぼ接触
するか程度の位置になるように配置するか、或いは蒸発
材料200’、300’をV字状に突き合わせて、その
下端を接触させるようにしてもよい。この場合には、複
数の溶融部分400’は平行に線状に広がるので、特に
横方向における蒸着膜の不均一性が解消し、均一に複数
の材料を蒸着することができる。
In the above-described embodiment, the plurality of evaporating materials 200 and 300 are illustrated as rods. However, the evaporating materials 200 and 300 are not limited to such rods. Instead, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of evaporating materials 200 ′ and 300 ′ may be formed in a plate shape. Then, these are evaporated materials 200 ′, 300 ′.
Are disposed substantially parallel to each other, and are disposed so that the lower ends thereof are substantially in contact with each other, or the evaporating materials 200 ′ and 300 ′ are abutted in a V-shape to bring the lower ends into contact. You may do so. In this case, since the plurality of melted portions 400 ′ are spread linearly in parallel, nonuniformity of the deposited film, particularly in the lateral direction, is eliminated, and a plurality of materials can be uniformly deposited.

【0022】また、前記の実施の形態においても、それ
ぞれの蒸発材料200’、300’の送り出し機構を互
いに独立させて送り出し速度を調整するか、或いは蒸発
材料200’、300’の厚さを異ならせることによ
り、その混合比を調整することが出来る。さらに、3種
類以上のを混合する場合には、前記2枚の板の一方を、
複数の材料を張り付けた多層板を使用してもよい。この
場合も、多層板の蒸発材料は、互いに融点下降現象を起
こさない材料を選択することが好ましい。もちろん、3
種類以上の蒸発材料を平行またはV字形に配置し、それ
らの先端を接触させてもよい。
Also in the above-described embodiment, the feeding speed of the evaporating materials 200 'and 300' is adjusted independently of each other, or the thickness of the evaporating materials 200 'and 300' is different. By doing so, the mixing ratio can be adjusted. Further, when mixing three or more types, one of the two plates is
A multilayer board to which a plurality of materials are attached may be used. Also in this case, it is preferable to select a material that does not cause a melting point decrease phenomenon for the multilayer plate. Of course 3
More than one type of evaporating material may be arranged in a parallel or V-shape, and their tips may be in contact.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、真空蒸着装置内などの真空内で複数の蒸発材
料を蒸発するに当たり、混合物における融点降下などの
物理現象による溶融部分の成長を押さえ、蒸発速度を安
定して制御することが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in evaporating a plurality of evaporating materials in a vacuum such as in a vacuum evaporation apparatus, the melting portion of the mixture due to physical phenomena such as melting point drop is reduced. Growth can be suppressed and the evaporation rate can be controlled stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一の実施の形態である真空蒸着用蒸発
装置の概略構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an evaporation apparatus for vacuum deposition according to one embodiment of the present invention.

【図2】前記蒸発装置の一部詳細構造を説明するための
一部拡大図である。
FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining a partially detailed structure of the evaporator.

【図3】本発明の真空蒸着用蒸発装置を内部に備えた成
膜装置の側面図である。
FIG. 3 is a side view of a film forming apparatus provided with a vacuum evaporation apparatus of the present invention inside.

【図4】本発明の複数蒸発装置における複数の蒸発を説
明する説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a plurality of evaporations in the multiple evaporation device of the present invention.

【図5】本発明の他の実施の形態になる板状複数蒸発装
置における複数の蒸発を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a plurality of evaporations in a plate-shaped multiple evaporation device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チェンバー 2 蒸発部 3 基板ホルダー 21 伝導冷却体 24 蒸発用空間 25 熱陰極フィラメント 26 シールド電極 27 分子線強度モニター電極 100 基板 200 第一の蒸発材料 200’ 第一の蒸発材料 300 第二の蒸発材料 300’ 第二の蒸発材料 400 蒸発材料の先端の溶融部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Evaporation part 3 Substrate holder 21 Conduction cooler 24 Evaporation space 25 Hot cathode filament 26 Shield electrode 27 Molecular beam intensity monitor electrode 100 Substrate 200 First evaporation material 200 'First evaporation material 300 Second evaporation Material 300 'Second evaporation material 400 Melted part at the tip of evaporation material

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の異なる蒸発材料(200)、(3
00)を真空チェンバー内で加熱して溶融蒸発または昇
華させ、これにより発生した蒸発材料(200)、(3
00)の原子または分子線を真空チェンバーの内部に配
置した基板(100)の表面上に凝着させる真空蒸着用
蒸発方法において、複数の棒状または板状の異なる蒸発
材料(200)、(300)を、互いに平行あるいはV
字状に配置すると共に、互いにそれらの先端部がほぼ接
触するように配置し、前記蒸発材料(200)、(30
0)の接触部を加熱することにより、前記複数の異なる
蒸発材料(200)、(300)の原子または分子線を
発生させることを特徴とする真空蒸着用蒸発方法。
A plurality of different evaporating materials (200), (3)
00) is heated and melted or sublimated in a vacuum chamber, and the evaporation materials (200), (3)
In the evaporation method for vacuum deposition in which the atomic or molecular beam of (00) is adhered onto the surface of the substrate (100) arranged inside the vacuum chamber, a plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials (200), (300) Are parallel to each other or V
And the evaporating materials (200), (30) are arranged such that their tips are almost in contact with each other.
An evaporation method for vacuum evaporation, wherein the contact portion of (0) is heated to generate atoms or molecular beams of the plurality of different evaporation materials (200) and (300).
【請求項2】 複数の棒状または板状の異なる蒸発材料
(200)、(300)は、互いに接触し、加熱される
それらの先端部に向けて送りが与えられることを特徴と
する請求項に記載の真空蒸着用蒸発方法。
2. A plurality of rod-like or plate-like different evaporation material (200), (300), according to claim 1, characterized in that given the feed towards their tip in contact with each other, are heated 4. The evaporation method for vacuum deposition according to 1.
【請求項3】 複数の異なる蒸発材料(200)、(3
00)を真空チェンバー内で加熱して溶融蒸発または昇
華させ、これにより発生した蒸発材料(200)、(3
00)の原子または分子線を真空チェンバーの内部に配
置した基板(100)の表面上に凝着させる真空蒸着用
蒸発装置において、複数の棒状または板状の異なる蒸発
材料(200)、(300)を、互いに平行あるいはV
字状に配置すると共に、互いにそれらの先端部がほぼ接
触するように配置し、前記蒸発材料(200)、(30
0)の先端部を加熱する加熱手段を配置し、これによ
り、複数の棒状または板状の異なる蒸発材料(20
0)、(300)の先端部を加熱し、複数の異なる蒸発
材料(200)、(300)の原子または分子線を発生
させることを特徴とする真空蒸着用蒸発装置。
3. A plurality of different evaporative materials (200), (3)
00) is heated and melted or sublimated in a vacuum chamber, and the evaporation materials (200), (3)
A plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporating materials (200), (300) in an evaporating apparatus for vacuum evaporation for adhering the atomic or molecular beam of (00) on the surface of a substrate (100) arranged in a vacuum chamber. Are parallel to each other or V
And the evaporating materials (200), (30) are arranged such that their tips are almost in contact with each other.
A heating means for heating the tip portion of (0) is provided, whereby a plurality of rod-shaped or plate-shaped different evaporation materials (20) are provided.
0) An evaporating apparatus for vacuum evaporation characterized in that the tip of (300) is heated to generate atoms or molecular beams of a plurality of different evaporation materials (200) and (300).
【請求項4】 前記加熱手段は、前記蒸発材料(20
0)、(300)の接触した先端部にむけて熱電子を発
射する熱陰極フィラメント(25)からなることを特徴
とする請求項に記載の真空蒸着用蒸発装置。
4. The heating means (20)
4. The evaporating apparatus for vacuum evaporation according to claim 3 , comprising a hot cathode filament (25) for emitting thermoelectrons toward the contacted end of (0), (300).
【請求項5】 前記熱陰極フィラメント(25)の周囲
を取り囲むように、シールド電極(26)を配置したこ
とを特徴とする請求項またはに記載の真空蒸着用蒸
発装置。
5. A so as to surround the periphery of the hot cathode filament (25), for vacuum evaporation evaporator according to claim 3 or 4, characterized in that a shield electrode (26).
【請求項6】 前記蒸発材料(200)、(300)の
先端部から発生する電子線及び分子線の発生強度をモニ
ターするモニター手段が設けたことを特徴とする請求項
の何れかに記載の真空蒸着用蒸発装置。
6. A monitor means for monitoring the intensity of generation of electron beams and molecular beams generated from the tips of the evaporation materials (200) and (300).
The evaporating apparatus for vacuum deposition according to any one of claims 3 to 5 .
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