JP4635643B2 - 蒸着ボートおよびシース熱電対 - Google Patents

Description

本発明は蒸着材料を抵抗加熱蒸着する際に用いられる昇華性材料用蒸着ボートおよび蒸着ボート温度測定用シース熱電対に関するものである。

近年、有機デバイスの研究開発が盛んになり、機能性の有機薄膜が用いられている。蒸着に用いる有機材料は昇華性または溶融蒸発性の材料がある。実験室レベルでの簡易的な小型蒸着装置では多くの場合、どちらのタイプの材料を蒸着する場合でも図５に示すような昇華性材料用蒸着ボートが用いられてきた。

有機ＥＬ素子においてホスト材料とドーパント発光材料を共蒸着するような場合においてはホスト材料中のドーパント濃度を少なくとも０．１％以下の濃度で制御する必要があるため、蒸着ボートの精密な温度制御が要求されていた。

代表的な昇華性材料用蒸着ボートの形状の例は図５（ａ）、図５（ｂ）、図６に示した。これらは蒸着材料を入れる容器部（１）を有する底板（２）、２穴またはメッシュ状の穴の開いた中板（３）、直径１ｍｍ程度の穴の開いたカバー（４）を順に重ね合わせた構造になっている。蒸着ボートの材質はタンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ等から選ばれた高融点金属が従来使われている。

これらの蒸着ボートは、図６で示すように蒸着材料（５）を入れる長さ３から４ｃｍ、幅９ｍｍから１６ｍｍ、深さ３から５ｍｍ程度の容器部（１）の両側に、平板上の長さ３ｃｍ程度の電極板部（６）が付いた構造で、銅製の電極ジグ（７）で挟み通電され加熱される。底板には、容器部の長さより数ｍｍ長く、かつ数ｍｍ程度幅広い金属板を３０から６０度程度の角度に折り返したガイド部（８）が両脇に作られている。底板上に、中板とカバーをガイド部に差し込み、さらにガイド部を折り込むことにより底板に中板とカバーを挟み込み、図５（ｂ）のように密着させることができるようになっている。

昇華性材料は蒸着ボートの温度が少しでも高すぎる場合は急激に昇華し大きな粒が噴出する場合があり、また溶融蒸発性の材料は突沸し材料が飛び出す場合がある。急激な昇華や突沸が起き難い材料の場合は中板（３）を省略し、底板（２）とカバー（４）のみを重ねて使用することも可能であるが、通常は昇華性材料を蒸着する場合には、底板（２）、中板（３）、カバー（４）を重ねあわせ、中板（３）とカバー（４）が邪魔板として働き大きな粒の噴出を抑制している。

しかし、温度制御が十分でない場合は大きな粒の噴出を完全に防ぐことはできず蒸着膜中に大きな粒が入り欠陥が生じる問題があった。また、蒸着ボートの容器部（１）の中央の温度より、熱が逃げる電極板部（６）に近い端の部分の温度は低くなり、電極板部に近い部分に蒸着材料が残り易い問題があり、容器部の温度の均一化が課題となっていた。

従来、昇華性材料用蒸着ボートの温度を熱電対で測定する場合には底板、中板、カバーの各金属板が３枚重なった電極板部の間に細いシース熱電対（９）または先端を絶縁被覆した熱電対の素線からなる温度センサーを図７（ａ）のように差し込み温度を測定していた。しかし、蒸着ボートの容器部の中心付近でないために容器部の温度より低い温度を測定する問題があったり、また差し込む位置がずれやすく温度を再現性良く制御することが難い問題があった。

また熱電対は蒸着装置内のアース電位となっている内部ジグと接触した場合、熱電対を通して電流が流れ熱電対がジュール熱により加熱し正確な温度を示さない場合もあった。
昇華性材料用蒸着ボートの容器部の中心の温度を測定するためには直径が１ｍｍより太い剛性のある棒状のシース熱電対またはシース測温抵抗体をバネでボートの底に押し付ける図７（ｂ）のような熱電対押し付け装置（１０）が必要になり、真空チャンバーの直径が３０ｃｍ程度の小型の蒸着装置に取り付けるにはスペース的に問題があった。また、ボートの底と点接触になるため熱電対または測温抵抗体に熱が伝わり難く、かつ強度のある太い棒状熱電対を用いると熱電対の熱容量が大きく正確な温度を短時間で測れない問題があり、できるだけゆっくり温度を制御する必要があった。また熱電対押し付け装置に蒸着物が大量に付着し掃除にも不便であった。

特許文献１においては大量の有機物を仕込む必要がある大型蒸着装置用に昇華性材料用蒸着ボートの底板に相当するバイアスヒーターをタンタル板を溶接し作製している。その容器部内に、容器部の深さよりも背の高い蒸着用有機材料を入れる絶縁容器を挿入し、中板またはカバーにあたる気化ヒーターを被せ、絶縁容器で電気的に分離されたバイアスヒーターと気化ヒーターを別々の電源を用いて加熱し温度制御を行っている。

この際、バイアスヒータの温度は光学式高温計または熱電対で測定すると記載されているが、具体的な熱電対取り付け方法の記載は無かった。またこの方法は絶縁容器内の有機物の温度に比べ外側のバイアスヒーターの方が高温になり、さらに絶縁容器の大きな熱容量のために急速な昇温降温や応答速度の速い温度制御をすることは困難と予想された。また、従来のタンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ等の昇華性材料用蒸着ボートに用いられてきた高融点金属材料は高価であるという問題もあった。
特開２００３−２２９２５７

本発明は簡便な方法で温度を正確に測定し制御できる昇華性材料用蒸着ボートを提供すること、さらにはその蒸着ボートと温度測定用のシース熱電対を用い簡便で再現性良く精度の高い温度制御を低コストで可能にすることを課題としたものである。

本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１に係る発明は、蒸着材料を入れる容器部を有する底板と、少なくとも穴の開いた中板または穴の開いたカバーの一方を備えた抵抗加熱式金属製昇華性材料用蒸着ボートにおいて、前記底板の蒸着材料が入る容器部の底部の外側に温度センサーを接触、保持するための金属バンドを有する蒸着ボートとした。

また、請求項２に係る発明は前記蒸着ボートにおいて、前記底板の容器部の底部が少なくとも１つ以上の線状溝部を有する請求項１記載の蒸着ボートとした。

また、請求項３に係る発明は前記線状溝部が、容器部の底部の中心から２０ｍｍ以内の場所を含み、且つ、深さ０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、長さ５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、幅０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の蒸着ボートとした。

また、請求項４に係る発明は前記蒸着ボートの電極板部と容器部を含む底板がタンタル、モリブデン、ニオブ、ニッケルから選ばれた純度９９質量％以上かつ炭素濃度０．０２質量％以下の金属板であって、プレス加工により一体で製造されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸着ボートとした。

また、請求項５に係る発明は前記蒸着ボートの電極板部と容器部を含む底板がランクフォード値２以上かつ炭素濃度０．０１質量％以下のステンレス板をプレス加工により一体で作られたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇華性材料用蒸着ボートとした。

また、請求項６に係る発明は前記金属バンドが、幅５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、厚さが０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍであって、前記蒸着ボート容器底部の外側にある温度センサーを包み込むように配置し、金属バンド端部を蒸着ボートの底板のガイド部に固定したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸着ボートとした。

また、請求項７に係る発明は前記温度センサーがシース熱電対であって、シース長１０ｃｍ以上２ｍ以下であって、前記蒸着ボートと接触する感熱部を除いた部分を耐熱樹脂により絶縁保護した請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸着ボート用シース熱電対とした。

本発明の蒸着ボートを用いて、温度センサーを接触・保持させる保持機構を設けることにより、蒸着ボートの温度を制御することが可能となり、また、本発明の金属板を用いることによって容器部の温度をより均一化することが可能となった。以上より、蒸着ボートの設定温度をオーバーシュートすることがなく、また、蒸着物の突沸や分解を起こすことなく、安定な速度で蒸着することができた。したがって、有機ＥＬデバイスや有機半導体デバイス用等の欠陥の少ない成膜やドープ濃度が一定の共蒸着膜の成膜に有用となった。また、本発明の蒸着ボートを低コストで手に入れることが可能となった。

本発明の抵抗加熱式昇華性材料用蒸着ポートは、昇華性材料または溶融性材料のどちらの材料を蒸着する際にも用いられる蒸着ボートである。蒸着する材料としては銅フタロシアニン、アルミニウムオキシン錯体、テトラフェニルベンジジン誘導体、キナクリドン誘導体といった有機ＥＬ素子材料、ＧｅＯ、ＳｉＯ、ＬｉＦ、ＭｇＦ２といったものが挙げられるが、この限りではない。特に、有機ＥＬ素子においてホスト材料、ドーパント材料を共蒸着する場合は、蒸着材料の精密な温度制御が必要であるため好適である。

本発明の蒸着ボートのうち、線状溝部を１つ設け、温度センサーとしてシース熱電対を設けた場合について図１を用いて示す。図１（ａ）は、本発明の蒸着ボートの上面から見た模式図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ―Ｘ線断面の模式図である。図１（ｃ）は底面から見たの模式図である。図１（ｄ）は（ａ）のＹ―Ｙ線断面の模式図である。

蒸着ボートは昇華性材料または有機材料を蒸着する際に用いられる蒸着材料を入れる容器部（１）を有する底板（２）と、少なくとも２穴またはメッシュ状の穴の開いた中板（３）または少なくとも１つ以上の穴の開いたカバー（４）のうちの少なくともどちらかまたは両方を重ね合わせたものである。

通常、該昇華性材料用蒸着ボートの大きさは図２において幅Ｄ１＝８〜２５ｍｍ、長さＬ１＝８０〜１５０ｍｍ程度である。底板、中板、カバーの板厚は０．０５〜０．３ｍｍ程度である。底板の上に中板、カバーの順に重ねて通常は使用するが、粉や大きな粒子が舞い上がり難い材料やプレス成型した蒸着材料等を用いる場合は中板を省略して使用することもできる。

本発明の該蒸着ボート用基部の底に形成した線状溝部（１１）は蒸着材料が入る容器部の容器の底の中心位置から容器の長辺方向に沿って２０ｍｍ以内の場所を少なくとも一部に含み、かつ容器の内側に対し凸に深さ０．３ｍｍから１．０ｍｍ、長さ５ｍｍから３０ｍｍ、幅０．３ｍｍから３．０ｍｍの線状溝部（１１）を有する必要がある。

線状溝部の位置が容器の底の中心位置から容器の長辺方向に沿って２０ｍｍ以内の場所を少なくとも一部に含むことが必要である。もし、線状溝部がこれらの範囲を含まない場合、測定温度が蒸着材料の温度を正確に反映しない可能性がある。また、線状溝部の長さは５ｍｍより短い場合はシース熱電対が抜けやすく、３０ｍｍより長い場合はシース熱電対を差し込む毎に熱電対の先端位置が一定せず測定温度の再現性が低下する。さらに好ましくは１０ｍｍから２０ｍｍの長さが望ましい。

また、線状溝部の深さは０．３ｍｍより浅いと熱電対が差し込めず、１．０ｍｍより深いとプレス時に底板にヒビが入る場合がある。好ましい深さは熱電対の直径と同程度から２〜３倍である。また、線状溝部の幅は０．３ｍｍより狭いとシース熱電対が差し込めず、３．０ｍｍより広いとシース熱電対が抜けやすくなる。好ましい幅はシース熱電対を容易に差し込める幅であり、シース熱電対の直径よりもやや広めから２〜３倍である。

以上より、本発明の該蒸着ボート用基部の底に形成した線状溝部（１１）にシース熱電対（９）を差し込むことができ、蒸着ボート中心付近の温度を再現性良く安定して測ることができる。

シース熱電対（９）差し込み用線状溝部（１１）を有する該蒸着ボートの電極板部と容器部を含む底板（２）はタンタル、モリブデン、ニオブ、ニッケルの中から選ばれた純度９９質量％以上の金属板をプレス加工して溶接加工せずに一体で作られる。純度９９質量％以上、好ましくは９９．９質量％以上の高純度の高融点金属は真空中の加熱によるガス放出や素材成分の蒸発が少ない。通常の蒸着ボートに用いられているタンタル、モリブデン、ニオブの高融点金属を用いた場合にはボート自体は１０００℃以上の高温まで使用することができる。

ニッケル板を用いる場合には好ましくは含有炭素量０．０２質量％以下のニッケルを用いると３００℃以上の温度でも炭素による脆化がなく有機物蒸着時の１５０℃から６００℃の温度範囲で問題なく蒸着ボートとして使用できる。ニッケルを使用すると、高融点金属を使う場合よりもプレス加工しやすく、材料費も低コストになる。

また、底板は１枚の薄板からプレス加工で作られることにより、電気溶接の場合に溶接痕が付き表面が凸凹になり、凸凹部に蒸着材料が焼き付いたりすることがなく洗浄も容易で生産性が高い。また、折り紙のような折込み加工でなく、プレス加工で電極板部、容器部を一体で作るため金属板を薄く成形でき、抵抗加熱電流を少なくでき小さい蒸着電源の使用ですむ利点がある。プレスの際はひび割れを防ぐためにフッ素系等の潤滑油または潤滑樹脂を使っても良い。

また、底板はランクフォード値（薄板の引っ張り試験において、板幅方向の対数歪み／板厚方向の対数歪み 以下ｒ値と略す）が２以上、好ましくは２．５以上のステンレス板をプレス加工して一体で作られる。

フェライト系ステンレス鋼（クロム系ステンレス鋼）のランクフォード値を大きくするためには含有炭素濃度を０．０１質量％以下、好ましくは０．００１質量％以下にすることおよび熱間圧延工程での微小フェライト粒径化加工が重要である。ステンレスは純金属ではないが、マンガン等の蒸気圧の高い成分をほとんど含まず、且つ、炭素含有量の少ないプレス加工性の良いステンレスを用いた場合、有機物の蒸着温度範囲である１５０℃から６００℃では放出ガスは少なく問題なく使用でき、高融点純金属材料やニッケルを用いた場合に比べさらに低コスト化できる利点がある。底板にステンレス鋼を用いた場合もプレスの際はひび割れを防ぐためにフッ素系等の潤滑油または潤滑樹脂を使っても良い。

カバー（４）、中板（３）に用いられる材質は、底板（２）の材質と同じにした方が熱膨張による反り等の変形が小さくより望ましいが、熱膨張の近い材料ならば別々でも良い。また、カバー（４）、中板（３）における穴はプレス時に同時に形成するか、後で所望の直径と数にパンチで抜き打ち加工するか、ドリルで穴加工を行っても良い。

本発明の蒸着ボートにおいて容器部の底部の外側に温度センサーを接触保持させる保持機構としては、底部に容器内側に向かって線状溝部を設け溝部に温度センサーを固定する方法以外に、容器外側に向かって線状凸部を２つ以上設けその２つの線状凸部の間の溝部に温度センサーを固定する方法、また、金属バンドを用いて温度センサーを固定する方法が挙げられるがこの限りではない。金属バンドは温度センサーを固定するための線状溝部または線状凸部を１つ以上有していてもかまわない。また、これらの方法を組み合わせることによって温度センサーを固定することも可能である。

次に本発明蒸着ボートのうち、蒸着ボート底部に線状溝部を設け、金属バンドをあわせて用い、温度センサーとしてシース熱電対を使用した場合について図３、図４を用いて示す。

図４（ａ）は線状溝部（１１）に差し込んだ直径０．１ｍｍから０．７ｍｍのシース熱電対（９）を固定可能な図３に示す幅Ｗが５ｍｍから２５ｍｍで板厚が０．０３ｍｍから０．３ｍｍの金属板で作った固定用金属バンド（１２）を昇華性材料用蒸着ボートの容器部に巻き込み、バンド両端を内側に少し折り曲げたツメ部（１３）をガイド部（８）に引っ掛けはめ込み、差し込んだシース熱電対（９）を固定できるようにした蒸着ボートである。図４（ｂ）はシース熱電対（９）を固定した状態でのＹ−Ｙ断面の模式図、図４（ｃ）はそのＸ−Ｘ断面の模式図、図４（ｄ）は側面からの模式図である。

シース熱電対を外す場合には固定用金属バンド（１２）をスライドさせるかツメ部（１３）を引っ張ることにより、容易に脱着することができる。

板厚は０．０３ｍｍより薄いと熱電対を固定するための強度が足りず、固定用金属バンドの幅Ｗは５ｍｍより短いとシース熱電対がふらつき外れ易く、板厚が０．３ｍｍより厚く幅Ｗが２５ｍｍより長いと、金属バンドの板厚分だけ蒸着ボートの電気抵抗が下がるため、加熱により多くの電流が必要となる。

しかし、固定用金属バンドを蒸着ボートの中央付近に装着することによりボート中央部の電気抵抗値を下げ中央部での発熱量を下げ、温度が高くなり易い中央部の温度を下げて、容器部の温度をより均一化する効果がある。より好ましくは固定用金属バンドの幅Ｗが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度、板厚０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。固定用金属バンドの材質は６００℃以下の温度で使う場合、少なくとも６００℃で十分な強度を持ち融着せずガス放出が少ない金属であれば良い。より好ましくはタンタル、モリブデン、ニオブ、ニッケルの金属板またはステンレスの中から選ばれ使うことができる。好ましくは底板と同じ材質が良い。

また、シース熱電対はシース長１０ｃｍ以上２ｍ以下で、少なくとも先端から１ｃｍ、好ましくは１０ｃｍの感熱部を除き内部ジグと接触する恐れのある部分を絶縁保護した直径０．３ｍｍから０．７ｍｍ、さらに好ましくは直径０．３ｍｍから０．５ｍｍのシース熱電対を蒸着装置の真空槽への導入用スリーブまたはフランジに１本以上通したものである。図８に１例としてスリーブに２本の熱電対を通し固定したものを示す。

本シース熱電対は柔軟に曲げてボート底部の線状溝部に差し込むために、直径は０．７ｍｍ以下が望ましい。０．３ｍｍ以下の場合は曲げにより切れやすくなる。さらに好ましくは０．３ｍｍから０．５ｍｍのシース熱電対を用いる。長さは１０ｃｍより短い場合はボートの底に差し込むために十分な長さではなく、２ｍより長い場合は小さい径に巻いて収容しても小型蒸着装置内での収容場所に問題が生じる。さらに好ましい長さは２０ｃｍから４０ｃｍであり、蒸着ボートと同程度の高さの導入ポートからスリーブ（１４）またはフランジ付き熱電対を導入するのが望ましい。

シース熱電対は蒸着装置真空槽内のアース電位となっている内部ジグと接触し、シース熱電対を通して電流が流れジュール熱によりシース熱電対が加熱される場合がある。本発明のシース熱電対は、その問題を防ぐために先端部以外をポリイミドチューブを被せ被覆するか、またはポリイミド等の耐熱絶縁樹脂を塗布し絶縁膜被覆部（１５）を形成したものである。その際、シース熱電対先端から少なくとも１ｃｍまでの感熱部、さらに好ましくは１０ｃｍのところまでの部分は、耐熱温度以上に加熱され分解する恐れがあるために絶縁膜非被覆部（１６）を設ける。

シース熱電対（９）を真空蒸着装置の導入ポートより導入し、本発明の蒸着ボートに固定することにより、真空蒸着中の蒸着ボートの温度に対応した熱電対の出力を正確に再現性良く測定し、該出力電圧をディジタル指示調節計またはプログラム調節計等の蒸着電源制御装置の入力端子に入力し、所望の設定温度に対応する制御信号電流または電圧をスイッチング方式直流電源またはサイリスタ方式交流電源等の蒸着ボート加熱用電源に出力し、電源の直流または交流における電流値、電圧、周波数、出力波形等のいずれかを制御し、昇華性材料用蒸着ボートに流れる電流を実効電流２００Ａ以下において±０．１Ａ以下の精度かつ０．１秒以下の制御周期で制御することで蒸着ボートの温度を１５０℃から６００℃の温度範囲において±１℃以下の精度で制御できる。

以下本発明の実施例について述べる。
〔蒸着ボート作製実施例１〕
純度９９．９％以上のモリブデン板を金型を使ってプレス打ち抜き加工をで、０．１ｍｍ厚のカバー（４）および底板（２）、０．０５ｍｍ厚の中板（３）、を作製し本発明の昇華性材料用蒸着ボートを作製した。蒸着ボートの寸法を図２で示した寸法記号を用いて示す。Ｌ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、Ｌ３＝３０ｍｍ、Ｌ４＝２０ｍｍ、Ｌ５＝１３ｍｍ、Ｄ１＝１２ｍｍ、Ｈ１＝３ｍｍ、Ｈ２＝３ｍｍ、Ｈ３＝１ｍｍである。

熱電対固定用金属バンド（１２）は熱膨張を合わせるために蒸着ボートの底板（２）と同じ材質であるモリブデンで板厚０．０５ｍｍ、幅Ｗ＝１０ｍｍで作製した。
固定用金属バンド付昇華性材料用蒸着ボートに熱電対作製例で作製した熱電対を差し込み固定し蒸着物を入れずにターボポンプ（排気速度３００Ｌ／ｓ）付蒸着装置（真空チャンバー直径３０ｃｍ、高さ６０ｃｍ）にセットし０．０００４Ｐａ下で通電し、室温から６００℃まで通電加熱を行った。真空度は電離真空計でモニターした。蒸着ボートからの放出ガスによる急激な真空度の悪化は無く０．００１Ｐａ以下の圧力が維持された。蒸着ボートの熱による実用上の強度低下はなかった。

〔蒸着ボート作製実施例２〜４〕
モリブデン板に代えてタンタル（作製実施例２）、タングステン（作製実施例３）、ニオブ（作製実施例４）の純度９９．９％以上の各材料を用いた場合にも蒸着ボート作製実施例１と同様に作製できた。真空蒸着装置中で各蒸着ボートの通電加熱を行ったところ、６００℃以下での蒸着ボートからの放出ガスによる急激な真空度の悪化は無く０．００１Ｐａ以下の圧力が維持された。蒸着ボートの熱による実用上の強度低下はなかった。

〔蒸着ボート作製実施例５〜６〕
ニッケル２７０（純度９９．９質量％以上）板（作製実施例５）およびニッケル２０１板（純度９９．６質量％、炭素濃度０．０２質量％以下）（作製実施例６）を用いた場合にも蒸着ボート作製実施例１と同様に作製できた。真空蒸着装置中で各蒸着ボートの通電加熱を行ったところ、６００℃以下での蒸着ボートからの放出ガスによる急激な真空度の悪化は無く０．００１Ｐａ以下の圧力が維持された。蒸着ボートの熱による実用上の強度低下はなかった。

〔蒸着ボート作製比較例１〕
ニッケル２００板（純度９９．６質量％、炭素濃度０．１５質量％）を用い蒸着ボート作製例１と同様に作製した。真空蒸着装置中で各蒸着ボートの通電加熱を行ったところ、６００℃以下での蒸着ボートからの放出ガスによる急激な真空度の悪化は無く０．００１Ｐａ以下の圧力が維持されたが、熱劣化で金属がもろくなり折れやすくなった。

〔蒸着ボート作製実施例７〕
炭素濃度０．００１質量％以下、ｒ＝２．６のクロム系ステンレス鋼（川崎製鉄製ＲＳＸ−１の完全連続熱間圧延板）を用いて蒸着ボート作製例１と同様に蒸着ボートを作製した。真空蒸着装置中で各蒸着ボートの通電加熱を行ったところ、６００℃以下での蒸着ボートからの放出ガスによる急激な真空度の悪化は無く０．００１Ｐａ以下の圧力が維持された。蒸着ボートの熱による実用上の強度低下はなかった。また、底板の線状溝部を幅０．５ｍｍ、深さ１ｍｍ程度の深絞りプレス加工をしてもヒビ割れが生じなかった。

〔蒸着ボート作製比較例２〕
ｒ値が１．０のステンレス３０４を用い蒸着ボート作製例７と同様に作成した場合には、線状溝部を幅０．５ｍｍで深さ１ｍｍにプレスした場合にヒビが入る場合があった。

〔熱電対作製実施例〕
シース熱電対は、導入ポート（真空ゲージポートと共通）へ差し込むためのＯ−リングシール付きステンレス製スリーブに材質ＮＣＦ６００（インコネル）製シース付きＫ熱電対（直径０．５ｍｍ、シース長４０ｃｍ）を２本通しエポキシ接着剤で開口を密封固定し使用した。スリーブとシース熱電対先端から１０ｃｍまでの間を古河電工性ポリイミドチューブ（耐熱温度４００℃）で絶縁保護した。

〔蒸着実施例１〕
Ｎｉ２７０製の本発明の線状溝部付き蒸着ボートをプレス加工により作製した。ボートの寸法はＬ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、Ｌ３＝３０ｍｍ、Ｌ４＝２０ｍｍ、Ｌ５＝１３ｍｍ、Ｄ１＝１８ｍｍ、Ｈ１＝５ｍｍ、Ｈ２＝５ｍｍ、Ｈ３＝１ｍｍであった。蒸着ボートの底板に蒸着材料として（化１）に示すＡｌｑ_３化合物をハンドプレスで圧縮し１００ｍｇ入れた後、中板とカバーを被せ、ガイド部をかしめて底板に中板とカバーを密着させた。その後固定用金属バンドを底板の中央付近に取り付け、線状溝部に本発明のシース熱電対の１本を差し込み固定した。

熱電対の補償導線は横河電機製ディジタル指示調節計に接続され、ディジタル指示調節計からの４−２０ｍＡ出力信号はシマデン製サイリスタ電力調整器に入力され蒸着ボートに印加される電流を調整した。蒸着装置の電極ジグに蒸着ボートを固定後、０．００１Ｐａ以下まで三菱重工製ターボポンプで減圧した。電流を７３．０Ａまで徐々に上げ±０．１Ａ以下の精度、かつ０．１秒以下の制御周期で制御し２５０．０℃±０．１℃の精度で加熱を行った。

蒸着材料は蒸着ボート上から３０ｃｍ離したガラス基板上に約０．１±０．００１ｎｍ／ｓの蒸着速度で安定に蒸着した。蒸着速度は水晶振動子式膜厚計でモニターでした。その後、一定温度で５０ｎｍの膜厚まで蒸着を行った。蒸着ボート内の蒸着材料は容器部内で中央部からだけでなくほぼ均一に昇華し減っていた。蒸着膜中に分解や噴出による粒子の付着はなかった。

〔蒸着実施例２〕
ＲＳＸ−１製の本発明の線状溝部付き蒸着ボートをプレス加工により作製した。ボートの寸法はＬ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、Ｌ３＝３０ｍｍ、Ｌ４＝２０ｍｍ、Ｌ５＝１３ｍｍ、Ｄ１＝１８ｍｍ、Ｈ１＝５ｍｍ、Ｈ２＝５ｍｍ、Ｈ３＝１ｍｍであった。（化２）に示すＤＭＱｄを蒸着材料とし１００ｍｇ入れた後、蒸着実施例１のＡｌｑ_３の入ったボートと並べてセットし、１８５℃±０．１℃で０．０００５±０．００００３ｎｍ／ｓの蒸着速度でＡｌｑ_３と共蒸着を行った。５０ｎｍ厚のＤＭＱｄドープＡｌｑ_３蒸着膜を成膜した。膜中に分解や噴出による粒子の付着はなく、膜厚方向でドープ濃度が０．５％（膜厚比）で一定の蒸着膜ができた。蒸着ボート内の蒸着材料は容器部内で中央部からだけでなくほぼ均一に昇華し減っていた。

〔蒸着実施例３〕
Ｍｏ製の本発明の線状溝部付き蒸着ボートをプレス加工により作製した。ボートの寸法はＬ１＝１００ｍｍ、Ｌ２＝４０ｍｍ、Ｌ３＝３０ｍｍ、Ｌ４＝２０ｍｍ、Ｌ５＝１３ｍｍ、Ｄ１＝１２ｍｍ、Ｈ１＝３ｍｍ、Ｈ２＝３ｍｍ、Ｈ３＝１ｍｍであった。銅フタロシアニンを蒸着材料とし４０ｍｇ入れ、６１．０Ａ、４７０℃±１℃で０．０５０±０．００５ｎｍ／ｓの蒸着速度で５０ｎｍ厚の蒸着膜を作製できた。膜中に分解や噴出による粒子の付着はなかった。蒸着ボート内の蒸着材料は容器部内で中央部からだけでなくほぼ均一に昇華し減っていた。

（ａ）は、本発明の蒸着ボートの上面から見た模式図の一例である。 （ｂ）は図（ａ）のＸ―Ｘ線断面の模式図である。 （ｃ）は底面から見た模式図である。 （ｄ）は（ａ）のＹ―Ｙ線断面の模式図である。 本発明の蒸着ボートの実施例の上面、および断面におけるカバー、中板、底板の寸法記号を入れた模式図である。 は固定用金属バンドの斜視図である。 （ａ）は本発明の蒸着ボートの熱電対を装着した場合の上面から見た模式図の一例である。 （ｂ）は（ａ）のＹ―Ｙ線断面の模式図である。 （ｃ）は（ａ）のＸ―Ｘ線断面の模式図である。 （ｄ）は本発明の蒸着ボートの側面から見た模式図の一例である。 （ａ）は従来の昇華材料用蒸着ボートの斜視図である。 （ｂ）は従来の蒸着ポートの中央部短軸方向の断面図である。 は従来の昇華材料用蒸着ボートを電極ジグに取り付けた場合の蒸着ボートの断面図である。 （ａ）従来の蒸着ボートの温度測定方法の一例を示す図である。 （ｂ）従来の蒸着ボートの温度測定方法の一例を示す図である。 本発明のシース熱電対の一例を示す模式図である。

符号の説明

１・・・・容器部
２・・・・底板
３・・・・中板
４・・・・カバー
５・・・・蒸着材料
６・・・・電極板部
７・・・・電極ジグ
８・・・・ガイド部
９・・・・シース熱電対
１０・・・・熱電対押し付け装置
１１・・・・線状溝部
１２・・・・固定用金属バンド
１３・・・・ツメ部
１４・・・・スリーブ
１５・・・・絶縁膜被覆部
１６・・・・絶縁膜非被覆部
１７・・・・補償導線
１８・・・・Ｏリング

Claims (7)

1. 蒸着材料を入れる容器部を有する底板と、少なくとも穴の開いた中板または穴の開いたカバーの一方を備えた抵抗加熱式金属製昇華性材料用蒸着ボートにおいて、前記底板の蒸着材料が入る容器部の底部の外側に温度センサーを接触、保持するための金属バンドを有する蒸着ボート。
2. 前記蒸着ボートにおいて、前記底板の容器部の底部が少なくとも１つ以上の線状溝部を有する請求項１記載の蒸着ボート。
3. 前記線状溝部が、容器部の底部の中心から２０ｍｍ以内の場所を含み、且つ、深さ０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、長さ５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、幅０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の蒸着ボート。
4. 前記蒸着ボートの電極板部と容器部を含む底板がタンタル、モリブデン、ニオブ、ニッケルから選ばれた純度９９質量％以上かつ炭素濃度０．０２質量％以下の金属板であって、プレス加工により一体で製造されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸着ボート。
5. 前記蒸着ボートの電極板部と容器部を含む底板がランクフォード値２以上かつ炭素濃度０．０１質量％以下のステンレス板をプレス加工により一体で作られたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇華性材料用蒸着ボート。
6. 前記金属バンドが、幅５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、厚さが０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍであって、前記蒸着ボート容器底部の外側にある温度センサーを包み込むように配置し、金属バンド端部を蒸着ボートの底板のガイド部に固定したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸着ボート。
7. 前記温度センサーがシース熱電対であって、シース長１０ｃｍ以上２ｍ以下であって、前記蒸着ボートと接触する感熱部を除いた部分を耐熱樹脂により絶縁保護した請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸着ボート用シース熱電対。
   

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