JP4086786B2 - ハイブリッドebセルとそれを使用した成膜材料蒸発方法 - Google Patents
ハイブリッドebセルとそれを使用した成膜材料蒸発方法 Download PDFInfo
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Description
従来、EBセルでは電子銃から発射された電子が水冷された室温に近い温度の成膜材料の表面に飛来し、成膜材料が電子の有するエネルギーにより衝撃されて加熱溶融され、蒸発または昇華すると考えられていた。
しかし、このような状況下において半導体材料や導体材料を蒸発しようとすると、ターゲットである成膜材料の電流が流れにくく、電子線の焦点が合わなくなるという、いわゆるデフォーカス現象が起こることが分かった。デフォーカス現象が起こると、ターゲットである成膜材料が効率良く蒸発出来ず、成膜速度が極端に低くなるという課題があった。
平尾孝、吉田哲久、早川茂共著「薄膜技術の新潮流」工業調査会1997年刊
以下、このような本発明の実施例について、図面を参照しながら具体例を挙げて詳細に説明する。
半導体等の蒸発材料11を収納した坩堝7は、高純度カーボンからなる容器状のもので、この坩堝7に収納された蒸発材料11は、その周囲に接触させたカーボン製のバネ15とこのバネ15を坩堝7に固定したカーボン製のネジ16により電気的に接続され、接地されている。坩堝7の周囲にはヒータ9が配置され、また坩堝7の底部には温度測定用の熱電対10の測温接点が接触している。坩堝7の開口部はシャッタ8により開閉される。
図2は、本発明によるハイブリッドEBセルと、従来のEBセルとの動作の違いを説明する概念図である。図2(a)に示すように、半導体は、水冷された常温に近い状態では、電気伝導度が小さいために、電流が流れにくい。このため、蒸発材料11の中に負の電荷がチャージされ、デフォーカス状態となる。これに対し、図2(b)に示すように、蒸発材料11をヒータ9でその融点近い温度まで加熱すると、電気伝導度が大きくなるため、電流の流れがよくなり、負の電荷がチャージされず、フォーカス状態が維持される。
真空度=0.9〜1.2×10-6Torr
蒸発材料と膜厚計との距離T/Xtal=140mm
電子銃発射口と蒸発材料との距離D=320mm
高純度カーボン坩堝の容積=2cc
坩堝の底面温度=1260℃
フィラメントバイアス電圧=4.75kV
エミッション電流=46.5mA
フィラメント電流=30A
この条件での蒸発試験の結果では、電子線のデフォーカス現象が発生せず、連続して安定したシリコンの蒸発が可能であった。
7 坩堝
9 ヒータ
11 成膜材料
12 基板
Claims (2)
- 成膜材料(11)を蒸発または昇華させて、固体の表面に向けて発射し、固体の表面に成膜材料(11)を凝着させるためのハイブリッドEBセルであって、成膜材料(11)を収納する坩堝(7)と、この坩堝(7)の中の成膜材料(11)をその融点以下の温度に加熱するヒータ(9)と、この坩堝(7)の中の成膜材料(11)に向けて加速した電子を収束して発射する電子銃(1)とを有し、坩堝(7)は、高純度のカーボンからなり、このカーボン製の坩堝(7)に収納された前記成膜材料(11)がカーボン製の支持部材により支持され、且つこの支持部材を介して接地されていることを特徴とするハイブリッドEBセル。
- 成膜材料(11)を蒸発または昇華させて、固体の表面に向けて発射し、固体の表面に成膜材料(11)を凝着させるための成膜材料蒸発方法であって、高純度のカーボンからなる坩堝(7)の中に収納された成膜材料(11)をヒータ(9)で融点以下の温度に加熱すると共に、前記坩堝(7)に収納された前記成膜材料(11)をカーボン製の支持部材により支持し、且つこの支持部材を介して接地した状態で電子銃(1)から前記坩堝(7)の中の成膜材料(11)に向けて加速した電子を収束して発射し、この電子のエネルギにより成膜材料(11)を加熱、溶融、蒸発してその蒸気を固体表面に向けて発射することを特徴とするハイブリッドEBセルを使用した成膜材料蒸発方法。
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