JP3027378B1 - Method and apparatus for producing alloy film by chemical vapor deposition - Google Patents

Method and apparatus for producing alloy film by chemical vapor deposition

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JP3027378B1
JP3027378B1 JP11074718A JP7471899A JP3027378B1 JP 3027378 B1 JP3027378 B1 JP 3027378B1 JP 11074718 A JP11074718 A JP 11074718A JP 7471899 A JP7471899 A JP 7471899A JP 3027378 B1 JP3027378 B1 JP 3027378B1
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Abstract

【要約】 【課題】 安価な原料(純金属あるいは合金)を用い
て、安全に様々な合金膜を得る。 【解決手段】 蒸気圧の異なる複数の金属をそれぞれ別
々の原料気化室24、26にて塩素ガス等を導入して減
圧下で加熱し、それぞれの金属を金属塩化物として気化
させ、ついで、これらの金属塩化物の気体を混合室40
で混合した後、反応室42で水素と反応させて、合金箔
の作製又は成膜を行う。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain various alloy films safely using an inexpensive raw material (pure metal or alloy). SOLUTION: A plurality of metals having different vapor pressures are introduced into respective raw material vaporization chambers 24 and 26 by introducing chlorine gas or the like and heated under reduced pressure to vaporize each metal as a metal chloride. Of the metal chloride gas in the mixing chamber 40
Then, the mixture is reacted with hydrogen in the reaction chamber 42 to produce or form an alloy foil.

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、耐熱性、耐食性及
び耐摩耗性等を向上させる目的で、様々な組成の緻密な
合金膜を形成させることを可能とする化学気相蒸着によ
る合金膜の製造方法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an alloy film by chemical vapor deposition, which can form a dense alloy film having various compositions for the purpose of improving heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance and the like. The present invention relates to a manufacturing method and an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、主にLSI等の電子機器部品への
用途において、金属膜又は合金膜の成膜が行われてきて
おり、原料としては気化温度が低いフッ化物、塩化物、
有機金属等が用いられてきた。また、化学気相蒸着にお
いて、金属と塩素等のガスとを反応させて金属塩化物の
気体を得る方法は、アルミニウム、レニウム等の純金属
又は窒化チタニウム、炭化珪素、窒化珪素等のセラミッ
クの成膜に用いられてきた。化学気相蒸着技術として
は、加熱により原料ガスの励起・反応をもたらす方法の
他に、より低い温度での成膜が要求される電子機器部品
等への適用を目的として、プラズマや光による励起を加
熱と併用して行う手法の開発及び実用化がなされてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, metal films or alloy films have been formed mainly for use in electronic equipment parts such as LSIs, and fluorides, chlorides, and the like having low vaporization temperatures are used as raw materials.
Organic metals and the like have been used. In chemical vapor deposition, a method of obtaining a metal chloride gas by reacting a metal with a gas such as chlorine is a method of forming a pure metal such as aluminum or rhenium or a ceramic such as titanium nitride, silicon carbide or silicon nitride. It has been used for membranes. In addition to the method of exciting and reacting the raw material gas by heating, the chemical vapor deposition technique can be excited by plasma or light for the purpose of application to electronic equipment parts that require film formation at lower temperature. Has been developed and put to practical use in combination with heating.

【0003】また、特開平10−189561号公報に
は、原料である有機金属を溶媒に溶解させて液体状態と
し、この反応原料を気化器で気化した後、反応器に導入
して半導体基板上に薄膜を形成させる化学気相蒸着技術
が開示されている。また、特開昭63−24069号公
報には、母材に対し、ガス状の蒸着金属を含有する蒸着
用ガスにより所定温度で化学気相蒸着処理を施して、母
材の表面に金属をコーティングする方法が記載されてお
り、例えば、鋼材の表面にSiをコーティングしてFe
3Si層を形成させる方法として、鋼材に対しSiCl4
ガスを含有する蒸着用ガスにより高温度で化学気相蒸着
処理を施すことが記載されている。また、実開昭63−
158979号公報には、それぞれに温度及びキャリア
ガス流量が制御可能な原料蒸発部を複数設けて、各原料
蒸発部で気化した蒸発原料をガス管を介して混合室に供
給し、混合室からノズル孔を介して化学蒸着室に導入さ
れた蒸発原料を水素と反応させて成膜を行う化学気相蒸
着装置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-189561 discloses a method in which an organic metal as a raw material is dissolved in a solvent to obtain a liquid state, and the reaction raw material is vaporized by a vaporizer and then introduced into the reactor to form a liquid on a semiconductor substrate. A chemical vapor deposition technique for forming a thin film on a substrate has been disclosed. JP-A-63-24069 discloses that a base material is subjected to a chemical vapor deposition process at a predetermined temperature with a deposition gas containing a gaseous vapor deposition metal to coat the surface of the base material with a metal. For example, the surface of a steel material is coated with Si and Fe
As a method of forming a 3 Si layer, SiCl 4 to the steel
It is described that a chemical vapor deposition process is performed at a high temperature using a deposition gas containing a gas. In addition, 63
Japanese Patent No. 158979 discloses a method in which a plurality of raw material evaporating sections each having a controllable temperature and carrier gas flow rate are provided, and vaporized raw materials vaporized in each raw material evaporating section are supplied to a mixing chamber via a gas pipe. There is disclosed a chemical vapor deposition apparatus for forming a film by reacting hydrogen vaporized raw material introduced into a chemical vapor deposition chamber through a hole with hydrogen.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、鉄、ニッケル、クロム等からなる合金箔や合金膜を
形成させる上において、気化温度が低い有機金属原料
は、きわめて高価であるとともに、爆発の危険性や毒性
の高い材料であることから、安全性の面で問題があっ
た。また、金属塩化物等の原料においては、高価であ
り、図5に金属塩化物の蒸気圧を示すように、いずれの
気化温度も高いために気化室と反応室とを配管等でつな
ぐタイプの化学気相蒸着装置では、配管やバルブの耐熱
性の限界により対応が不可能であった。また、例えば、
タンタル等の気化温度の低い材料と鉄等の気化温度の高
い材料を一つの気化室で気化させることは困難であっ
た。
However, in forming an alloy foil or an alloy film made of, for example, iron, nickel, chromium, etc., an organic metal raw material having a low vaporization temperature is extremely expensive and has a danger of explosion. Since it is a highly toxic and toxic material, there was a problem in terms of safety. Further, raw materials such as metal chlorides are expensive, and as shown in FIG. 5, the vapor pressure of the metal chlorides is high, so that the vaporization temperature is high, so that the vaporization chamber and the reaction chamber are connected by piping or the like. In a chemical vapor deposition apparatus, it was impossible to cope with the limitation of heat resistance of pipes and valves. Also, for example,
It has been difficult to vaporize a material having a low vaporization temperature such as tantalum and a material having a high vaporization temperature such as iron in one vaporization chamber.

【0005】さらに、塩化物と水素との反応温度が異な
る材料においては、水素との反応温度が高い金属塩化物
も反応するように、合金箔の生成又は成膜温度を非常に
高くするなどの必要性があり、結晶粒の微細化等の組織
の制御が非常に困難であった。例えば、図6に金属塩化
物と水素との反応による成膜の熱力学平衡計算結果を示
すように、塩化鉄、塩化ニッケル、塩化クロムと水素と
の反応は、熱力学平衡計算によると、少なくとも430
℃以上で生じるが、塩化タンタルと水素との反応は11
30℃以上でないと起こらない。
Further, in the case of a material having a different reaction temperature between chloride and hydrogen, the temperature of forming an alloy foil or forming a film is extremely high so that a metal chloride having a high reaction temperature with hydrogen also reacts. There is a need, and it is very difficult to control the structure such as refinement of crystal grains. For example, as shown in FIG. 6, a thermodynamic equilibrium calculation result of a film formed by a reaction between a metal chloride and hydrogen indicates that the reaction between iron chloride, nickel chloride, and chromium chloride and hydrogen is at least according to the thermodynamic equilibrium calculation. 430
The reaction between tantalum chloride and hydrogen occurs at
It does not occur unless it is above 30 ° C.

【0006】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、蒸気圧の異なる複数の金属を別々
の気化室にて加熱及び減圧と塩素ガス又は塩化水素ガス
の添加で金属塩化物として気化させ、これらのガスを混
合した後に水素等と反応させて合金箔の作製又は成膜を
行うことにより、様々な気化温度の材料を用いて様々な
組成や組織等の合金膜を形成させることができ、かつ、
原料として安価な純金属又は合金を用いて、安全に合金
箔の作製又は成膜を行うことができる化学気相蒸着によ
る合金膜の製造方法及び装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to heat and reduce the pressure of a plurality of metals having different vapor pressures in separate vaporization chambers and add a chlorine gas or a hydrogen chloride gas to the metals. By vaporizing as chloride, mixing these gases, and reacting with hydrogen or the like to produce or form an alloy foil, alloy films with various compositions and structures can be formed using materials having various vaporization temperatures. Can be formed, and
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition, which can safely produce or form an alloy foil using an inexpensive pure metal or alloy as a raw material.

【0007】また、本発明の他の目的は、複数の気化室
を反応室と直結することにより、気化室から反応室まで
の温度を、用いる金属塩化物蒸気の中で最も高い固化温
度以上に保持して、温度低下に起因する金属等の装置内
への付着を防止することができる化学気相蒸着による合
金膜の製造方法及び装置を提供することにある。また、
本発明のさらに他の目的は、2種類以上の金属塩化物を
原料とする化学気相蒸着において、水素との反応温度が
異なる反応をプラズマを用いて均一に反応させることに
より、合金箔又は膜における結晶粒の微細化等の組織の
制御が容易に行える化学気相蒸着による合金膜の製造方
法及び装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to directly connect a plurality of vaporization chambers to the reaction chamber so that the temperature from the vaporization chamber to the reaction chamber is higher than the highest solidification temperature among the metal chloride vapors used. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an alloy film by chemical vapor deposition, which can hold and prevent adhesion of a metal or the like due to a decrease in temperature to the inside of the apparatus. Also,
Still another object of the present invention is to provide an alloy foil or film by uniformly reacting a reaction having a different reaction temperature with hydrogen using plasma in chemical vapor deposition using two or more kinds of metal chlorides as raw materials. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition, which can easily control the structure such as the refinement of crystal grains in the method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の化学気相蒸着による合金膜の製造方法
は、蒸気圧の異なる複数の金属をそれぞれ別々の気化室
にて塩素ガス又は塩化水素ガスを導入して減圧下で加熱
し、それぞれの金属を金属塩化物として気化させ、つい
で、これらの金属塩化物の気体を混合した後、反応室で
水素と反応させて、合金箔の作製又は成膜を行うように
構成されている(図1、図2参照)。上記の本発明の方
法において、気化室の加熱温度、圧力及び塩素ガス又は
塩化水素ガスの供給流量の少なくともいずれかを変化さ
せて、合金箔又は膜の組成及び生成速度を制御すること
ができる。
In order to achieve the above-mentioned object, a method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to the present invention is characterized in that a plurality of metals having different vapor pressures are treated with chlorine gas in separate vaporization chambers. Alternatively, a hydrogen chloride gas is introduced and heated under reduced pressure to vaporize each metal as a metal chloride.Then, after mixing these metal chloride gases, they are reacted with hydrogen in a reaction chamber to form an alloy foil. (See FIGS. 1 and 2). In the above method of the present invention, the composition and production rate of the alloy foil or film can be controlled by changing at least one of the heating temperature and pressure of the vaporization chamber and the supply flow rate of chlorine gas or hydrogen chloride gas.

【0009】また、上記の本発明の方法において、塩素
ガス又は塩化水素ガスとともに、キャリアガスとしてア
ルゴン、ヘリウム及び窒素のいずれかのガスを気化室に
導入することができる(図1、図2参照)。また、上記
の本発明の方法において、気化室の加熱温度、圧力、塩
素ガス又は塩化水素ガスの供給流量及びキャリアガス流
量の少なくともいずれかを変化させて、合金箔又は膜の
組成及び生成速度を制御することができる。
In the method of the present invention, any one of argon, helium and nitrogen can be introduced into the vaporization chamber as a carrier gas together with the chlorine gas or the hydrogen chloride gas (see FIGS. 1 and 2). ). In the method of the present invention, the composition and production rate of the alloy foil or film are changed by changing at least one of the heating temperature and pressure of the vaporization chamber, the supply flow rate of chlorine gas or hydrogen chloride gas, and the flow rate of carrier gas. Can be controlled.

【0010】また、これらの本発明の方法において、複
数の気化室を反応室と直結して、気化室から反応室まで
の温度を、用いる金属塩化物蒸気の中で最も高い固化温
度以上(例えば、500℃以上の高温)に保持すること
が好ましい(図1参照)。また、これらの本発明の方法
において、水素との反応温度が異なる複数の金属塩化物
を反応室で水素と反応させるに際し、プラズマ励起を行
って、金属塩化物と水素とを均一に反応させることが好
ましい(図3、図4参照)。また、これらの本発明の方
法において、例えば、原料である金属として鉄、クロム
及びニッケルを用い、それぞれ別々の気化室において、
鉄及びニッケルに対しては塩素ガスを導入し、クロムに
対しては塩化水素ガスを導入して、加熱及び減圧により
それぞれの金属塩化物の気体を得て、これらの金属塩化
物の気体を混合した後、反応室で水素と反応させて、鉄
−クロム−ニッケル系合金の箔作製又は成膜を行うこと
ができる(図2参照)。
In the method of the present invention, a plurality of vaporization chambers are directly connected to the reaction chamber, and the temperature from the vaporization chamber to the reaction chamber is set to a temperature higher than the highest solidification temperature among the metal chloride vapors used (for example, , 500 ° C. or higher) (see FIG. 1). Further, in these methods of the present invention, when a plurality of metal chlorides having different reaction temperatures with hydrogen are reacted with hydrogen in the reaction chamber, plasma excitation is performed to uniformly react the metal chlorides with hydrogen. (See FIGS. 3 and 4). Further, in these methods of the present invention, for example, using iron, chromium and nickel as the raw material metals, in separate vaporization chambers, respectively,
Introduce chlorine gas for iron and nickel, introduce hydrogen chloride gas for chromium, obtain the respective metal chloride gas by heating and decompression, and mix these metal chloride gases. After that, it is made to react with hydrogen in a reaction chamber, so that foil or film formation of an iron-chromium-nickel alloy can be performed (see FIG. 2).

【0011】本発明の化学気相蒸着による合金膜の製造
装置は、原料である複数の金属が別々に入れられ(収容
され)、加熱及び減圧と塩素ガス又は塩化水素ガスの導
入により金属塩化物の気体を得るための、それぞれに加
熱手段及び塩素ガス導入手段又は塩化水素ガス導入手段
が設けられた複数の原料気化室と、それぞれの原料気化
室で気化した金属塩化物蒸気が混合される、複数の原料
気化室に直結された混合室と、混合室で混合された金属
塩化物蒸気が導入されて、水素との反応により合金箔の
作製又は成膜が行われる、水素導入手段を有し混合室に
直結された反応室と、原料気化室、混合室及び反応室の
いずれかに接続された減圧手段とを備えてなることを特
徴としている(図1、図2参照)。
In the apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to the present invention, a plurality of metals as raw materials are separately put (contained), and a metal chloride is heated and reduced in pressure and introduced with chlorine gas or hydrogen chloride gas. For obtaining the gas, a plurality of raw material vaporization chambers each provided with a heating means and a chlorine gas introduction means or a hydrogen chloride gas introduction means, and metal chloride vapors vaporized in each raw material vaporization chamber are mixed, A mixing chamber directly connected to a plurality of raw material vaporization chambers, and a hydrogen introduction means in which a metal chloride vapor mixed in the mixing chamber is introduced and a production or film formation of an alloy foil is performed by a reaction with hydrogen. It is characterized by comprising a reaction chamber directly connected to the mixing chamber, and decompression means connected to any of the raw material vaporization chamber, the mixing chamber, and the reaction chamber (see FIGS. 1 and 2).

【0012】上記の本発明の装置において、それぞれの
原料気化室に、塩素ガス導入手段又は塩化水素ガス導入
手段とともに、キャリアガス導入手段を接続することが
できる(図1、図2参照)。また、上記の本発明の装置
において、加熱手段の温度、減圧手段の圧力、塩素ガス
導入手段又は塩化水素ガス導入手段の流量及びキャリア
ガス導入手段の流量の少なくともいずれかを調節可能と
して、合金箔又は膜の組成及び生成速度が制御できるよ
うにすることができる。また、これらの本発明の装置に
おいて、原料気化室で気化した金属塩化物蒸気が加熱さ
れた状態で固化することなく反応室に導入されるよう
に、複数の原料気化室を混合室を介して反応室と直結す
ることが好ましい(図1参照)。
In the above-mentioned apparatus of the present invention, a carrier gas introducing means can be connected to each raw material vaporizing chamber together with a chlorine gas introducing means or a hydrogen chloride gas introducing means (see FIGS. 1 and 2). In the apparatus of the present invention, the temperature of the heating means, the pressure of the pressure reducing means, the flow rate of the chlorine gas introducing means or the hydrogen chloride gas introducing means and / or the flow rate of the carrier gas introducing means can be adjusted, and the alloy foil Alternatively, the composition and rate of formation of the film can be controlled. Further, in these apparatuses of the present invention, a plurality of raw material vaporization chambers are passed through a mixing chamber so that the metal chloride vapor vaporized in the raw material vaporization chamber is introduced into the reaction chamber without being solidified in a heated state. Preferably, it is directly connected to the reaction chamber (see FIG. 1).

【0013】また、これらの本発明の装置において、水
素との反応温度が異なる複数の金属塩化物を反応室で水
素と反応させるに際し、金属塩化物と水素とを均一に反
応させるために、反応室又は反応室直前の位置にプラズ
マ発生手段を設けて、プラズマ励起を行うようにするこ
とが好ましい(図3、図4参照)。プラズマ発生手段と
しては、例えば、高周波プラズマ、直流プラズマ及びマ
イクロ波プラズマのいずれかの手法を用いたもの等が用
いられる。
In the apparatus of the present invention, when a plurality of metal chlorides having different reaction temperatures with hydrogen are reacted with hydrogen in a reaction chamber, the reaction is carried out in order to uniformly react the metal chloride with hydrogen. It is preferable to provide a plasma generation means at a position immediately before the chamber or the reaction chamber so as to perform plasma excitation (see FIGS. 3 and 4). As the plasma generating means, for example, one using any one of a high-frequency plasma, a DC plasma, and a microwave plasma is used.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図1は、本発明の実施の第1形態による化
学気相蒸着による合金膜の製造方法を実施する装置を示
している。図1に示す化学気相蒸着装置は、例えば、耐
火物製等の略円筒炉10と、略円筒炉10内に設けられ
た反応管12とから構成され、略円筒炉10の内壁側に
はヒータ14、16、18、20、22が設置されてい
る。反応管12としては、一例として、塩素に対して耐
食性が高い石英、等方性黒鉛等が用いられる。また、加
熱方法としては、直接通電加熱、電気抵抗加熱、クセノ
ンランプ加熱等の方法が用いられる。温度制御の容易さ
から発熱体(ヒータ)を用いた電気抵抗加熱が好まし
い。ヒータ材料としては、黒鉛、ニクロム、モリブデ
ン、ジルコニア、炭化珪素等が用いられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. . FIG. 1 shows an apparatus for carrying out a method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to a first embodiment of the present invention. The chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 1 includes, for example, a substantially cylindrical furnace 10 made of a refractory or the like, and a reaction tube 12 provided in the substantially cylindrical furnace 10. Heaters 14, 16, 18, 20, and 22 are provided. As the reaction tube 12, for example, quartz, isotropic graphite, or the like having high corrosion resistance to chlorine is used. As a heating method, a method such as direct current heating, electric resistance heating, or xenon lamp heating is used. Electric resistance heating using a heating element (heater) is preferable because of easy temperature control. As a heater material, graphite, nichrome, molybdenum, zirconia, silicon carbide, or the like is used.

【0015】図1に示すように、原料気化室24、26
には、蒸気圧の異なる金属が予め別々に入れられ(収容
され)、これらの原料にそれぞれ塩素ガスボンベ28か
ら塩素ガスを添加するとともに、ヒータ14、16でそ
れぞれの原料気化室24、26を加熱して、原料の金属
を金属塩化物として気化させる。原料気化室の加熱温度
は取り扱う金属により異なるが、減圧下で通常100〜
1500℃の温度範囲で加熱する。圧力はより低圧の方
が気化させやすいが、通常500Torr以下、好ましくは
0.1〜100Torrの範囲とする。なお、減圧手段であ
る真空ポンプは図示を省略している。また、例えば、
鉄、ニッケル、タンタル等が原料の場合は塩素ガスを導
入するが、クロム等が原料の場合は塩化水素ガスを導入
する。別々の原料気化室にて加熱と塩素ガス等の添加に
よりそれぞれの金属を金属塩化物として気化させるの
で、様々な気化温度の材料を用いることができ、これら
のガスを混合した後に水素等と反応させて合金箔作製又
は成膜を行うことができる。なお、図1では、両側面側
に2室の原料気化室が図示されているが、正面側及び/
又は背面側等にも他の原料気化室が設けられており、原
料気化室24、26と同様の構成である。勿論、原料気
化室が2室の場合もある。
As shown in FIG. 1, raw material vaporization chambers 24, 26
, Metals having different vapor pressures are separately put in advance (contained), chlorine gas is added to these raw materials from a chlorine gas cylinder 28, and the raw material vaporization chambers 24 and 26 are heated by the heaters 14 and 16, respectively. Then, the raw material metal is vaporized as metal chloride. The heating temperature of the raw material vaporization chamber varies depending on the metal to be treated,
Heat in the temperature range of 1500 ° C. The lower the pressure, the easier the gas is to evaporate, but it is usually 500 Torr or less, preferably 0.1 to 100 Torr. The illustration of a vacuum pump as a decompression means is omitted. Also, for example,
When iron, nickel, tantalum or the like is a raw material, chlorine gas is introduced. When chromium or the like is a raw material, hydrogen chloride gas is introduced. Since each metal is vaporized as metal chloride by heating and adding chlorine gas in separate raw material vaporization chambers, materials with various vaporization temperatures can be used, and after mixing these gases, react with hydrogen etc. In this way, alloy foil production or film formation can be performed. In FIG. 1, two raw material vaporization chambers are shown on both sides, but the front side and / or
Alternatively, another raw material vaporizing chamber is provided on the back side or the like, and has the same configuration as the raw material vaporizing chambers 24 and 26. Of course, there may be two raw material vaporization chambers.

【0016】原料気化室には、塩素ガスや塩化水素ガス
とともに、キャリアガスとしてアルゴン、ヘリウム、窒
素等のガスを導入することができる。図1では、一例と
して、原料気化室24、26に、塩素ガスとともに、ア
ルゴンガスボンベ30からアルゴンガスを導入してい
る。塩素ガスボンベ28から原料気化室24、26に導
入する塩素ガス流量は、それぞれ流量調節器(MFC)
32、34により調節可能である。また、アルゴンガス
ボンベ30から原料気化室24、26に導入するキャリ
アガス流量は、それぞれ流量調節器(MFC)36、3
8により調節可能である。ヒータ14、16でそれぞれ
原料気化室24、26の加熱温度を変化させたり、真空
ポンプ等の減圧手段(図示略)で圧力を変化させたり、
上記の手段で塩素ガス流量又は塩化水素ガス流量、キャ
リアガス流量等を変化させることにより、合金箔又は膜
の組成及び生成速度等を制御することができる。
A gas such as argon, helium, nitrogen or the like can be introduced into the raw material vaporization chamber as a carrier gas together with chlorine gas and hydrogen chloride gas. In FIG. 1, as an example, argon gas is introduced into the raw material vaporization chambers 24 and 26 from an argon gas cylinder 30 together with chlorine gas. The flow rate of the chlorine gas introduced from the chlorine gas cylinder 28 into the raw material vaporization chambers 24 and 26 is controlled by a flow controller (MFC).
32 and 34 are adjustable. The flow rates of the carrier gas introduced from the argon gas cylinder 30 into the raw material vaporization chambers 24 and 26 are controlled by flow controllers (MFC) 36 and 3 respectively.
8 can be adjusted. The heating temperatures of the raw material vaporization chambers 24 and 26 are changed by the heaters 14 and 16, respectively, the pressure is changed by pressure reducing means (not shown) such as a vacuum pump,
By changing the flow rate of the chlorine gas, the flow rate of the hydrogen chloride gas, the flow rate of the carrier gas, and the like by the above-described means, the composition and the production rate of the alloy foil or film can be controlled.

【0017】原料気化室24、26にて気化した金属塩
化物蒸気は混合室40で混合され、ヒータ18により加
熱された状態で反応室42に導入される。混合された金
属塩化物蒸気は、反応室42において、水素ガスボンベ
44からの水素と反応して、基板46上に合金膜を生成
させる。48は流量調節器である。なお、基板46は、
例えば、反応室42内で回転する台の上に置かれてい
る。原料気化室24、26から反応室42への導入まで
の温度は、用いる金属塩化物蒸気の中で最も高い固化温
度以上に保持する必要がある。複数の原料気化室24、
26を配管等を用いることなく反応室42と直結するこ
とにより、原料気化室24、26から反応室42まで必
要な温度以上に保つ構造が可能となり、温度低下に起因
する金属等の反応管12等への付着が防止される。保持
温度は、原料金属により異なるが、500〜1500
℃、好ましくは500〜1000℃の範囲とする。
The metal chloride vapors vaporized in the raw material vaporization chambers 24 and 26 are mixed in the mixing chamber 40 and introduced into the reaction chamber 42 while being heated by the heater 18. The mixed metal chloride vapor reacts with hydrogen from the hydrogen gas cylinder 44 in the reaction chamber 42 to form an alloy film on the substrate 46. 48 is a flow controller. The substrate 46 is
For example, it is placed on a table that rotates in the reaction chamber 42. The temperature from introduction of the raw material vaporization chambers 24 and 26 to the reaction chamber 42 must be maintained at or above the highest solidification temperature among the metal chloride vapors used. A plurality of raw material vaporization chambers 24,
By connecting the reactor 26 directly to the reaction chamber 42 without using a pipe or the like, a structure in which the temperature from the raw material vaporization chambers 24 and 26 to the reaction chamber 42 is maintained at a required temperature or higher becomes possible. Is prevented. The holding temperature varies depending on the material metal, but is 500 to 1500.
C, preferably in the range of 500 to 1000C.

【0018】また、図1では図示していないが、例え
ば、塩化タンタルと塩化鉄の如く、水素との反応温度が
異なる反応の場合は、プラズマ励起を行って、金属塩化
物と水素とを均一に反応させることができる。この場
合、圧力は0.1〜20Torrの範囲、反応温度は500
〜1000℃の範囲とすることが好ましい。なお、圧力
は真空ポンプ等の減圧手段(図示略)で調整でき、反応
温度はヒータ20、22で調整できる。プラズマ励起を
行う場合は、反応室42又は反応室42直前の位置にプ
ラズマを発生させることが望ましい。また、プラズマ励
起の方法としては、例えば、高周波プラズマ、直流プラ
ズマ、マイクロ波プラズマ等の手法が適用可能である
が、価格や有効性の点から高周波プラズマが好ましい。
なお、高周波プラズマとしては、一例として、図3に示
すような、基板46と反応室42内に設置された電極5
0の間にプラズマを発生させる容量結合型や、図4に示
すような、反応室42直前の反応管12外周にコイル状
の電極52を設置して、コイル状の電極52の中でプラ
ズマを発生させる誘導結合型があるが、どちらでも有効
である。図3、図4において、54は高周波電源であ
る。なお、図3における基板46は電極の役目をも果た
す電極兼基板である。
Although not shown in FIG. 1, for example, in the case of a reaction having a different reaction temperature between hydrogen and tantalum chloride and iron chloride, plasma excitation is performed to make the metal chloride and hydrogen uniform. Can be reacted. In this case, the pressure is in the range of 0.1 to 20 Torr, and the reaction temperature is 500
It is preferable to be in the range of -1000 ° C. The pressure can be adjusted by a pressure reducing means (not shown) such as a vacuum pump, and the reaction temperature can be adjusted by the heaters 20 and 22. When performing plasma excitation, it is desirable to generate plasma at the reaction chamber 42 or at a position immediately before the reaction chamber 42. In addition, as a method of plasma excitation, for example, high-frequency plasma, DC plasma, microwave plasma, and the like can be applied, but high-frequency plasma is preferable in terms of cost and effectiveness.
As the high-frequency plasma, for example, as shown in FIG. 3, the substrate 46 and the electrode 5 installed in the reaction chamber 42 are used.
A coil-type electrode 52 is installed around the outer periphery of the reaction tube 12 immediately before the reaction chamber 42 as shown in FIG. There are inductive coupling types to be generated, but both are effective. 3 and 4, reference numeral 54 denotes a high frequency power supply. Note that the substrate 46 in FIG. 3 is an electrode / substrate that also serves as an electrode.

【0019】図2は、本発明の実施の第2形態による化
学気相蒸着による合金膜の製造方法を実施する装置を示
している。図2に示す化学気相蒸着装置は、基本的な構
成は図1に示す化学気相蒸着装置と同じであり、装置を
上面から見た状態を図示している。本実施の形態では、
一例として、鉄−クロム−ニッケル系合金の成膜を行う
場合について説明する。図2に示すように、略円筒炉5
6に設けられた複数の原料気化室58、60、62に
は、それぞれ、鉄、クロム、ニッケルが別々に入れら
れ、鉄及びニッケルに対しては塩素ガスボンベ64から
塩素ガスを導入し、クロムに対しては塩化水素ガスボン
ベ66から塩化水素ガスを導入して、加熱及び減圧によ
りそれぞれの金属塩化物の気体を得る。なお、予備の原
料気化室68でタンタル等を金属塩化物として気化させ
ることができる。タンタルに対しては塩素ガスボンベ6
4から塩素ガスを導入する。この場合は、タンタルが添
加された合金が得られる。
FIG. 2 shows an apparatus for carrying out a method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to a second embodiment of the present invention. The basic configuration of the chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 2 is the same as that of the chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 1, and the apparatus is viewed from above. In the present embodiment,
As an example, a case where a film of an iron-chromium-nickel alloy is formed will be described. As shown in FIG.
6, iron, chromium, and nickel are separately put in the plurality of raw material vaporization chambers 58, 60, and 62, respectively. For iron and nickel, a chlorine gas is introduced from a chlorine gas cylinder 64, and On the other hand, a hydrogen chloride gas is introduced from a hydrogen chloride gas cylinder 66, and each metal chloride gas is obtained by heating and reducing the pressure. Tantalum or the like can be vaporized as metal chloride in the preliminary raw material vaporization chamber 68. Chlorine gas cylinder 6 for tantalum
Introduce chlorine gas from 4. In this case, an alloy to which tantalum is added is obtained.

【0020】原料気化室の加熱温度は、鉄やニッケルの
場合、200〜1100℃、好ましくは700〜100
0℃であり、減圧下で塩素ガスと反応させて気化させ
る。また、クロムの場合は、加熱温度を700〜110
0℃、好ましくは700〜900℃として、減圧下で塩
化水素ガスと反応させて気化させる。タンタルにおいて
は、加熱温度を100〜800℃、好ましくは200〜
500℃として、減圧下で塩素ガスと反応させて気化さ
せる。圧力はより低圧の方が気化させやすいが、通常5
00Torr以下、好ましくは0.1〜100Torrの範囲と
する。原料気化室には、塩素ガスや塩化水素ガスととも
に、キャリアガスとしてアルゴン、ヘリウム、窒素等の
ガスを導入することが好ましい。図2では、一例とし
て、原料気化室58、60、62、68にアルゴンガス
ボンベ70からアルゴンガスを導入している。
The heating temperature of the raw material vaporization chamber is 200 to 1100 ° C., preferably 700 to 100 ° C. in the case of iron or nickel.
At 0 ° C., it reacts with chlorine gas under reduced pressure to vaporize. In the case of chromium, the heating temperature is set to 700 to 110.
It is made to react with hydrogen chloride gas under reduced pressure at 0 ° C., preferably 700 to 900 ° C. to vaporize. In tantalum, the heating temperature is 100 to 800 ° C, preferably 200 to 800 ° C.
At 500 ° C., it reacts with chlorine gas under reduced pressure to vaporize. The lower the pressure, the easier it is to evaporate.
The pressure is set to 00 Torr or less, preferably in the range of 0.1 to 100 Torr. It is preferable to introduce a gas such as argon, helium, or nitrogen as a carrier gas into the raw material vaporization chamber together with the chlorine gas and the hydrogen chloride gas. In FIG. 2, as an example, an argon gas is introduced into the raw material vaporization chambers 58, 60, 62, and 68 from an argon gas cylinder 70.

【0021】塩素ガスボンベ64から原料気化室58、
62、68に導入する塩素ガス流量は、それぞれ流量調
節器(MFC)72、74、76により調節可能であ
る。また、塩化水素ガスボンベ66から原料気化室60
に導入する塩化水素ガス流量は、流量調節器(MFC)
78により調節可能である。また、アルゴンガスボンベ
70から原料気化室58、60、62、68に導入する
キャリアガス流量は、それぞれ流量調節器(MFC)8
0、82、84、86により調節可能である。原料気化
室の加熱温度、圧力、塩素ガス流量又は塩化水素ガス流
量、キャリアガス流量等を変化させることにより、鉄−
クロム−ニッケル系合金の箔又は膜の組成及び生成速度
等を制御することができる。原料気化室58、60、6
2、68にて気化した金属塩化物蒸気は混合室で混合さ
れ、加熱された状態で反応室に導入される。混合された
金属塩化物蒸気は反応室で水素と反応することにより、
鉄−クロム−ニッケル系合金を基板上に生成させる。
From the chlorine gas cylinder 64 to the raw material vaporization chamber 58,
The flow rates of chlorine gas introduced into 62 and 68 can be adjusted by flow controllers (MFC) 72, 74 and 76, respectively. Also, the raw material vaporization chamber 60 is supplied from the hydrogen chloride gas cylinder 66.
Flow rate of hydrogen chloride gas to be introduced into the flow controller (MFC)
78 can be adjusted. The flow rate of the carrier gas introduced from the argon gas cylinder 70 into the raw material vaporization chambers 58, 60, 62, 68 is controlled by a flow controller (MFC) 8 respectively.
Adjustable by 0, 82, 84, 86. By changing the heating temperature, pressure, chlorine gas flow rate or hydrogen chloride gas flow rate, and carrier gas flow rate of the raw material vaporization chamber, iron-
The composition and production rate of the chromium-nickel alloy foil or film can be controlled. Raw material vaporization chamber 58, 60, 6
The metal chloride vapors vaporized at 2, 68 are mixed in the mixing chamber and introduced into the reaction chamber in a heated state. The mixed metal chloride vapor reacts with hydrogen in the reaction chamber,
An iron-chromium-nickel alloy is formed on the substrate.

【0022】なお、上記の合金にタンタルを添加する際
には、前述したように、プラズマ励起を行う必要がある
が、反応室又は反応室直前の位置にプラズマを発生させ
ることが望ましい。この場合、圧力は0.1〜20Torr
の範囲、反応温度は500〜1000℃の範囲とするこ
とが好ましい。また、プラズマ励起の方法としては、例
えば、高周波プラズマ、直流プラズマ、マイクロ波プラ
ズマ等の手法が適用可能であるが、価格や有効性の点か
ら高周波プラズマが好ましい。他の構成及び作用は、実
施の第1形態の場合と同様である。
When tantalum is added to the above alloy, it is necessary to excite the plasma as described above, but it is desirable to generate plasma in the reaction chamber or at a position immediately before the reaction chamber. In this case, the pressure is 0.1-20 Torr
And the reaction temperature is preferably in the range of 500 to 1000 ° C. In addition, as a method of plasma excitation, for example, high-frequency plasma, DC plasma, microwave plasma, and the like can be applied, but high-frequency plasma is preferable in terms of cost and effectiveness. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

【0023】本実施の形態において、原料気化室、反応
室で起こる主な化学反応は、それぞれ下記のようにな
る。(s:固体、g:気体) (原料気化室) Fe(s)+Cl2(g)→FeCl2(g) 2Cr(s)+6HCl(g)→2CrCl3(g)+
3H2(g) Ni(s)+Cl2(g)→NiCl2(g) 2Ta(s)+5Cl2(g)→2TaCl5(g) (反応室) FeCl2(g)+H2(g)→Fe(s)+2HCl
(g) 2CrCl3(g)+3H2(g)→2Cr(s)+6H
Cl(g) NiCl2(g)+H2(g)→Ni(s)+2HCl
(g) 2TaCl5(g)+5H2(g)→2Ta(s)+10
HCl(g)
In the present embodiment, main chemical reactions occurring in the raw material vaporization chamber and the reaction chamber are as follows. (S: solid, g: gas) (raw material vaporization chamber) Fe (s) + Cl 2 (g) → FeCl 2 (g) 2Cr (s) + 6HCl (g) → 2CrCl 3 (g) +
3H 2 (g) Ni (s) + Cl 2 (g) → NiCl 2 (g) 2Ta (s) + 5Cl 2 (g) → 2TaCl 5 (g) (reaction chamber) FeCl 2 (g) + H 2 (g) → Fe (s) + 2HCl
(G) 2CrCl 3 (g) + 3H 2 (g) → 2Cr (s) + 6H
Cl (g) NiCl 2 (g) + H 2 (g) → Ni (s) + 2HCl
(G) 2TaCl 5 (g) + 5H 2 (g) → 2Ta (s) +10
HCl (g)

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 蒸気圧の異なる複数の金属を別々の気化室にて
加熱及び減圧と塩素ガス又は塩化水素ガスの添加で金属
塩化物として気化させ、これらのガスを混合した後に水
素等と反応させて合金箔の作製又は成膜を行うことによ
り、有機金属原料等と比較して安価な純金属又は合金を
原料として用いることができ、かつ、様々な気化温度の
材料を用いて様々な組成や組織等の合金膜を安全に得る
ことが可能となる。 (2) 気化室の加熱温度、圧力、塩素ガス又は塩化水
素ガスの供給流量、キャリアガス流量等を変化させるこ
とにより、合金箔又は膜の組成及び生成速度等を制御す
ることができる。 (3) 複数の気化室を反応室と直結することにより、
気化室から反応室までの温度を、用いる金属塩化物蒸気
の中で最も高い固化温度以上(例えば、500℃以上の
高温)に保持して、温度低下に起因する金属等の装置内
への付着を防止することができる。 (4) 2種類以上の金属塩化物を原料とする化学気相
蒸着において、水素との反応温度が異なる反応をプラズ
マを用いて均一に反応させることにより、合金箔又は膜
における結晶粒の微細化等の組織の制御が容易に行え
る。
As described above, the present invention has the following effects. (1) A plurality of metals having different vapor pressures are vaporized as metal chlorides by heating and depressurizing in separate vaporization chambers and adding chlorine gas or hydrogen chloride gas, and these gases are mixed and then reacted with hydrogen or the like. By making or forming an alloy foil, it is possible to use a pure metal or alloy which is inexpensive as compared with an organic metal material or the like as a raw material, and to use various materials or materials having various vaporization temperatures and various compositions and structures. And the like can be obtained safely. (2) The composition and production rate of the alloy foil or film can be controlled by changing the heating temperature and pressure of the vaporization chamber, the supply flow rate of chlorine gas or hydrogen chloride gas, and the flow rate of carrier gas. (3) By connecting a plurality of vaporization chambers directly to the reaction chamber,
The temperature from the vaporization chamber to the reaction chamber is maintained at or above the highest solidification temperature (for example, a high temperature of 500 ° C. or more) among the metal chloride vapors to be used, and metal adheres to the apparatus due to the temperature drop. Can be prevented. (4) In chemical vapor deposition using two or more kinds of metal chlorides as raw materials, a reaction having a different reaction temperature with hydrogen is uniformly reacted by using plasma, so that crystal grains in the alloy foil or film are refined. Etc. can be easily controlled.

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

【図1】本発明の実施の第1形態による化学気相蒸着に
よる合金膜の製造方法を実施する装置を示す概略構成正
面断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional front view showing an apparatus for performing a method of manufacturing an alloy film by chemical vapor deposition according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の第2形態による化学気相蒸着に
よる合金膜の製造方法を実施する装置を示す概略構成平
面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an apparatus for performing a method for manufacturing an alloy film by chemical vapor deposition according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の第1形態において、容量結合型
の高周波プラズマ発生手段の電極の設置例を示す概略構
成拡大断面図である。
FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view showing an example of installation of electrodes of a capacitively-coupled high-frequency plasma generating means in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の第1形態において、誘導結合型
の高周波プラズマ発生手段の電極の設置例を示す概略構
成拡大断面図である。
FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view showing an example of installation of electrodes of an inductively-coupled high-frequency plasma generating means in the first embodiment of the present invention.

【図5】金属塩化物の蒸気圧を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing the vapor pressure of a metal chloride.

【図6】金属塩化物と水素との反応による成膜の熱力学
平衡計算結果を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a thermodynamic equilibrium calculation result of a film formed by a reaction between a metal chloride and hydrogen.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、56 略円筒炉 12 反応管 14、16、18、20、22 ヒータ 24、26、58、60、62、68 原料気化室 28、64 塩素ガスボンベ 30、70 アルゴンガスボンベ 32、34、36、38、48、72、74、76、7
8、80、82、84、86 流量調節器 40 混合室 42 反応室 44 水素ガスボンベ 46 基板 50 電極 52 コイル状の電極 54 高周波電源 66 塩化水素ガスボンベ
10, 56 Substantially cylindrical furnace 12 Reaction tube 14, 16, 18, 20, 22 Heater 24, 26, 58, 60, 62, 68 Raw material vaporization chamber 28, 64 Chlorine gas cylinder 30, 70 Argon gas cylinder 32, 34, 36, 38 , 48, 72, 74, 76, 7
8, 80, 82, 84, 86 Flow controller 40 Mixing chamber 42 Reaction chamber 44 Hydrogen gas cylinder 46 Substrate 50 Electrode 52 Coiled electrode 54 High frequency power supply 66 Hydrogen chloride gas cylinder

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 蒸気圧の異なる複数の金属をそれぞれ別
々の気化室にて塩素ガス又は塩化水素ガスを導入して減
圧下で加熱し、それぞれの金属を金属塩化物として気化
させ、ついで、これらの金属塩化物の気体を混合した
後、反応室で水素と反応させて、合金箔の作製又は成膜
を行うことを特徴とする化学気相蒸着による合金膜の製
造方法。
Claims: 1. A plurality of metals having different vapor pressures are introduced into respective vaporization chambers by introducing chlorine gas or hydrogen chloride gas and heated under reduced pressure to vaporize each metal as a metal chloride. A method for producing an alloy film by chemical vapor deposition, comprising mixing a metal chloride gas described above and reacting it with hydrogen in a reaction chamber to produce or form an alloy foil.
【請求項2】 気化室の加熱温度、圧力及び塩素ガス又
は塩化水素ガスの供給流量の少なくともいずれかを変化
させて、合金箔又は膜の組成及び生成速度を制御する請
求項1記載の化学気相蒸着による合金膜の製造方法。
2. The chemical gas according to claim 1, wherein the composition and the production rate of the alloy foil or film are controlled by changing at least one of the heating temperature and pressure of the vaporization chamber and the supply flow rate of chlorine gas or hydrogen chloride gas. Manufacturing method of alloy film by phase evaporation.
【請求項3】 塩素ガス又は塩化水素ガスとともに、キ
ャリアガスとしてアルゴン、ヘリウム及び窒素のいずれ
かのガスを気化室に導入する請求項1記載の化学気相蒸
着による合金膜の製造方法。
3. The method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to claim 1, wherein any one of argon, helium and nitrogen as a carrier gas is introduced into the vaporization chamber together with the chlorine gas or the hydrogen chloride gas.
【請求項4】 気化室の加熱温度、圧力、塩素ガス又は
塩化水素ガスの供給流量及びキャリアガス流量の少なく
ともいずれかを変化させて、合金箔又は膜の組成及び生
成速度を制御する請求項3記載の化学気相蒸着による合
金膜の製造方法。
4. The composition and production rate of the alloy foil or film are controlled by changing at least one of the heating temperature and pressure of the vaporization chamber, the supply flow rate of chlorine gas or hydrogen chloride gas, and the flow rate of carrier gas. A method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to the above.
【請求項5】 複数の気化室を反応室と直結して、気化
室から反応室までの温度を、用いる金属塩化物蒸気の中
で最も高い固化温度以上に保持する請求項1〜4のいず
れかに記載の化学気相蒸着による合金膜の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein a plurality of vaporization chambers are directly connected to the reaction chamber, and the temperature from the vaporization chamber to the reaction chamber is maintained at a temperature higher than the highest solidification temperature among the metal chloride vapors used. Or a method for producing an alloy film by chemical vapor deposition.
【請求項6】 水素との反応温度が異なる複数の金属塩
化物を反応室で水素と反応させるに際し、プラズマ励起
を行って、金属塩化物と水素とを均一に反応させる請求
項1〜5のいずれかに記載の化学気相蒸着による合金膜
の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein when a plurality of metal chlorides having different reaction temperatures with hydrogen are reacted with hydrogen in the reaction chamber, plasma excitation is performed to uniformly react the metal chloride with hydrogen. The method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to any one of the above.
【請求項7】 原料である金属が鉄、クロム及びニッケ
ルであり、それぞれ別々の気化室において、鉄及びニッ
ケルに対しては塩素ガスを導入し、クロムに対しては塩
化水素ガスを導入して、加熱及び減圧によりそれぞれの
金属塩化物の気体を得て、これらの金属塩化物の気体を
混合した後、反応室で水素と反応させて、鉄−クロム−
ニッケル系合金の箔作製又は成膜を行う請求項1〜6の
いずれかに記載の化学気相蒸着による合金膜の製造方
法。
7. Metals as raw materials are iron, chromium and nickel. In separate vaporization chambers, chlorine gas is introduced for iron and nickel, and hydrogen chloride gas is introduced for chromium. , Heating and decompression to obtain each metal chloride gas, and after mixing these metal chloride gases, react with hydrogen in the reaction chamber to obtain iron-chromium-
The method for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to any one of claims 1 to 6, wherein a nickel-based alloy foil is prepared or formed.
【請求項8】 原料である複数の金属が別々に入れら
れ、加熱及び減圧と塩素ガス又は塩化水素ガスの導入に
より金属塩化物の気体を得るための、それぞれに加熱手
段及び塩素ガス導入手段又は塩化水素ガス導入手段が設
けられた複数の原料気化室と、 それぞれの原料気化室で気化した金属塩化物蒸気が混合
される、複数の原料気化室に直結された混合室と、 混合室で混合された金属塩化物蒸気が導入されて、水素
との反応により合金箔の作製又は成膜が行われる、水素
導入手段を有し混合室に直結された反応室と、 原料気化室、混合室及び反応室のいずれかに接続された
減圧手段とを備えてなることを特徴とする化学気相蒸着
による合金膜の製造装置。
8. A plurality of metals as raw materials are separately charged, and a heating means and a chlorine gas introduction means are respectively provided to obtain a metal chloride gas by heating and depressurizing and introducing chlorine gas or hydrogen chloride gas. A plurality of raw material vaporization chambers provided with hydrogen chloride gas introduction means, a mixing chamber directly connected to the plurality of raw material vaporization chambers in which metal chloride vapors vaporized in the respective raw material vaporization chambers are mixed, and a mixing chamber The metal chloride vapor is introduced, and the production or film formation of the alloy foil is performed by reaction with hydrogen, a reaction chamber having hydrogen introduction means and directly connected to the mixing chamber, a raw material vaporizing chamber, a mixing chamber and An apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition, comprising: a decompression means connected to one of the reaction chambers.
【請求項9】 それぞれの原料気化室に、塩素ガス導入
手段又は塩化水素ガス導入手段とともに、キャリアガス
導入手段が接続されている請求項8記載の化学気相蒸着
による合金膜の製造装置。
9. The apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to claim 8, wherein carrier gas introducing means is connected to each raw material vaporization chamber together with chlorine gas introducing means or hydrogen chloride gas introducing means.
【請求項10】 加熱手段の温度、減圧手段の圧力、塩
素ガス導入手段又は塩化水素ガス導入手段の流量及びキ
ャリアガス導入手段の流量の少なくともいずれかを調節
可能として、合金箔又は膜の組成及び生成速度が制御で
きるようにした請求項9記載の化学気相蒸着による合金
膜の製造装置。
10. The composition of the alloy foil or film and the temperature of the heating means, the pressure of the pressure reducing means, the flow rate of the chlorine gas introducing means or the hydrogen chloride gas introducing means and / or the flow rate of the carrier gas introducing means can be adjusted. 10. The apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to claim 9, wherein the production rate can be controlled.
【請求項11】 原料気化室で気化した金属塩化物蒸気
が加熱された状態で固化することなく反応室に導入され
るように、複数の原料気化室が混合室を介して反応室と
直結されている請求項8、9又は10記載の化学気相蒸
着による合金膜の製造装置。
11. A plurality of raw material vaporization chambers are directly connected to a reaction chamber via a mixing chamber such that metal chloride vapors vaporized in the raw material vaporization chamber are introduced into the reaction chamber without being solidified in a heated state. An apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to claim 8, 9 or 10.
【請求項12】 水素との反応温度が異なる複数の金属
塩化物を反応室で水素と反応させるに際し、金属塩化物
と水素とを均一に反応させるために、反応室又は反応室
直前の位置にプラズマ発生手段を設けて、プラズマ励起
を行うようにした請求項8〜11のいずれかに記載の化
学気相蒸着による合金膜の製造装置。
12. When a plurality of metal chlorides having different reaction temperatures with hydrogen are reacted with hydrogen in the reaction chamber, the metal chloride and the hydrogen are uniformly reacted with hydrogen in the reaction chamber or at a position immediately before the reaction chamber. The apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to any one of claims 8 to 11, wherein a plasma generating means is provided to perform plasma excitation.
【請求項13】 プラズマ発生手段が、高周波プラズ
マ、直流プラズマ及びマイクロ波プラズマのいずれかの
手法を用いたものである請求項12記載の化学気相蒸着
による合金膜の製造装置。
13. The apparatus for producing an alloy film by chemical vapor deposition according to claim 12, wherein the plasma generating means uses one of a high-frequency plasma, a DC plasma, and a microwave plasma.
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