JPH0245700B2 - Jochakusochi - Google Patents
JochakusochiInfo
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- JPH0245700B2 JPH0245700B2 JP19725184A JP19725184A JPH0245700B2 JP H0245700 B2 JPH0245700 B2 JP H0245700B2 JP 19725184 A JP19725184 A JP 19725184A JP 19725184 A JP19725184 A JP 19725184A JP H0245700 B2 JPH0245700 B2 JP H0245700B2
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 12
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 4
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- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/221—Ion beam deposition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はクラスタイオンビームを用いて蒸着
薄膜を形成する装置に関するものである。
薄膜を形成する装置に関するものである。
第１図はクラスターイオンビーム蒸着装置の構
成を示す図である。１は蒸着材料を収容するるつ
ぼで上方に小さな孔があいている。２はるつぼ１
を電子の衝突によつて外壁から加熱するため電子
を放射する第１のフイラメント、３はるつぼ１か
ら飛び出したクラスター状の蒸着物をイオン化す
るたの電子を放射する第２のフイラメント、４は
第２のフイラメント３から電子を引き出すための
電子引き出し電極、５はクラスターイオンを基板
Ａに向つて加速するための加速電極、６はるつぼ
１と第１のフイラメント２の間に接続されるつぼ
１に電子を衝突させて加熱する第１の直流電源、
７は第１のフイラメント２を加熱するための第１
のフイラメント加熱交流電源、８は第２のフイラ
メント３と電子引き出し電極４との間に接続され
第２のフイラメント３から放出された電子を電子
引き出し電極を通過しクラスター状蒸着物に衝突
してクラスター状蒸着物をイオン化する第２の直
流電源である。９は第２のフイラメント３を加熱
するための第２フイラメント加熱交流電源、１０
は加熱電極５とるつぼ１ならびに電子引き出し電
極４とに与える直流の加速電源である。Ａは基板
でこの基板にクラスターイオンが蒸着する。
成を示す図である。１は蒸着材料を収容するるつ
ぼで上方に小さな孔があいている。２はるつぼ１
を電子の衝突によつて外壁から加熱するため電子
を放射する第１のフイラメント、３はるつぼ１か
ら飛び出したクラスター状の蒸着物をイオン化す
るたの電子を放射する第２のフイラメント、４は
第２のフイラメント３から電子を引き出すための
電子引き出し電極、５はクラスターイオンを基板
Ａに向つて加速するための加速電極、６はるつぼ
１と第１のフイラメント２の間に接続されるつぼ
１に電子を衝突させて加熱する第１の直流電源、
７は第１のフイラメント２を加熱するための第１
のフイラメント加熱交流電源、８は第２のフイラ
メント３と電子引き出し電極４との間に接続され
第２のフイラメント３から放出された電子を電子
引き出し電極を通過しクラスター状蒸着物に衝突
してクラスター状蒸着物をイオン化する第２の直
流電源である。９は第２のフイラメント３を加熱
するための第２フイラメント加熱交流電源、１０
は加熱電極５とるつぼ１ならびに電子引き出し電
極４とに与える直流の加速電源である。Ａは基板
でこの基板にクラスターイオンが蒸着する。
動作は第１のフイラメント２を第１フイラメン
ト加熱交流電源７で加熱して電子を放出させる。
るつぼ１と第１のフイラメント２の間には第１の
直流電圧６が印加されているので、電子はるつぼ
１に向つて高速で突進し、るつぼ１の外壁に衝突
する。この衝突の熱でるつぼの温度は上昇し蒸着
材料が高温になり蒸気状になる。この蒸気状の蒸
着材料はるつぼ１の上方にあけられた小孔から噴
出し蒸着材料はクラスター状になつて逆円錐状に
拡散する。このクラスター状の蒸着材料が第２の
フイラメント３のところに来ると第２フイラメン
ト加熱交流電源９で加熱された第２のフイラメン
ト３は電子を放出してこの電子は電子引き出し電
極４と第２のフイラメント３の間に加えられた第
２の直流電源８によつて電子引き出し電極４の方
向へ移動するが、高速なので電子引き出し電極４
に流入せず、通過してクラスターに衝突してクラ
スターをイオン化する。このイオン化されたクラ
スターは、加熱電源１０に接続された加熱電極５
によつて加速され基板Ａに当つて蒸着する。
ト加熱交流電源７で加熱して電子を放出させる。
るつぼ１と第１のフイラメント２の間には第１の
直流電圧６が印加されているので、電子はるつぼ
１に向つて高速で突進し、るつぼ１の外壁に衝突
する。この衝突の熱でるつぼの温度は上昇し蒸着
材料が高温になり蒸気状になる。この蒸気状の蒸
着材料はるつぼ１の上方にあけられた小孔から噴
出し蒸着材料はクラスター状になつて逆円錐状に
拡散する。このクラスター状の蒸着材料が第２の
フイラメント３のところに来ると第２フイラメン
ト加熱交流電源９で加熱された第２のフイラメン
ト３は電子を放出してこの電子は電子引き出し電
極４と第２のフイラメント３の間に加えられた第
２の直流電源８によつて電子引き出し電極４の方
向へ移動するが、高速なので電子引き出し電極４
に流入せず、通過してクラスターに衝突してクラ
スターをイオン化する。このイオン化されたクラ
スターは、加熱電源１０に接続された加熱電極５
によつて加速され基板Ａに当つて蒸着する。
上記のような従来の蒸着装置では第１フイラメ
ント加熱電源７および第２フイラメント加熱電源
９とには交流電源が用いられているが、第１の直
流電源６と第２の直流電源８は電子の流れに方向
性を持たせなければならないので直流電源であ
る。しかも極めて高圧であるからこれを実現する
ために商用交流電源を昇圧して整流、平滑するの
で電源回路が大形のものとなり電源装置全体が大
形になつて不経済になるという欠点があつた。
ント加熱電源７および第２フイラメント加熱電源
９とには交流電源が用いられているが、第１の直
流電源６と第２の直流電源８は電子の流れに方向
性を持たせなければならないので直流電源であ
る。しかも極めて高圧であるからこれを実現する
ために商用交流電源を昇圧して整流、平滑するの
で電源回路が大形のものとなり電源装置全体が大
形になつて不経済になるという欠点があつた。
この発明はかかる欠点を解決するためになされ
たもので、直流電源のための整流装置と平滑回路
を省略することにより小形で経済的な電源装置を
提供することを目的とするものである。
たもので、直流電源のための整流装置と平滑回路
を省略することにより小形で経済的な電源装置を
提供することを目的とするものである。
この発明に係る蒸着装置は第１の直流電源と第
２の直流電源に交流電源を用いることによつて小
形、経済的な電源装置を提供したものである。
２の直流電源に交流電源を用いることによつて小
形、経済的な電源装置を提供したものである。
この発明においては第１の直流電源と第２の直
流電源を交流電源にすることによつて直流電源に
必要な整流装置、平滑回路を省略することが出
来、また交流にすることによつて電圧、電流等の
制御がし易くなる。
流電源を交流電源にすることによつて直流電源に
必要な整流装置、平滑回路を省略することが出
来、また交流にすることによつて電圧、電流等の
制御がし易くなる。
第２図はこの発明の一実施例を示す構成図で１
〜５，７，９，１０，Ａは従来装置と全く同一の
ものなので説明を省略する。６ａは第１のフイラ
メント２とるつぼ１の間に接続された第１の交流
電源、８ａは第２のフイラメント３と電子引き出
し電極４との間に接続された第２の交流電源であ
である。電子衝突およびイオン化はいずれも熱電
子放射をその基本原理としており、その点に関し
ては直流電源を用いても交流電源を用いても機能
的には同じである。その様子を従来の機構につい
て第３図に示す。図において１１は陰極側フイラ
メント、１２は陽極、１３は陰極側フイラメント
１１と陽極１２との間に接続された直流電源、１
４は加熱電源、１５は陰極側フイラメント１１か
ら陽極１２に向つて放出される熱電子、第３−１
図においてａは陽極電流である。
〜５，７，９，１０，Ａは従来装置と全く同一の
ものなので説明を省略する。６ａは第１のフイラ
メント２とるつぼ１の間に接続された第１の交流
電源、８ａは第２のフイラメント３と電子引き出
し電極４との間に接続された第２の交流電源であ
である。電子衝突およびイオン化はいずれも熱電
子放射をその基本原理としており、その点に関し
ては直流電源を用いても交流電源を用いても機能
的には同じである。その様子を従来の機構につい
て第３図に示す。図において１１は陰極側フイラ
メント、１２は陽極、１３は陰極側フイラメント
１１と陽極１２との間に接続された直流電源、１
４は加熱電源、１５は陰極側フイラメント１１か
ら陽極１２に向つて放出される熱電子、第３−１
図においてａは陽極電流である。
第４図第４−１図は本発明の説明図で１４，１
５は第３図と同一なので説明は省略する。１１ａ
はフイラメント、１２ａは電極、１８ａはフイラ
メント１１ａと電極１２ａ間を接続する交流電源
ｂはフイラメント１１ａから電極１２ａへ流れ
る電極電流である。
５は第３図と同一なので説明は省略する。１１ａ
はフイラメント、１２ａは電極、１８ａはフイラ
メント１１ａと電極１２ａ間を接続する交流電源
ｂはフイラメント１１ａから電極１２ａへ流れ
る電極電流である。
作用は従来の構成である第３図においては、陰
極側フイラメント１１を加熱する加熱電源で放出
される熱電子１５は、陽極１２との間に接続され
た直流電源１３の極性によつて陽極１２に移動
し、この熱電子１５の量は陰極側フイラメント１
１の温度と直流電源１３の印加電圧が一定なので
第３−１図に示すように一定である（陽極電流Ia
が一定）。
極側フイラメント１１を加熱する加熱電源で放出
される熱電子１５は、陽極１２との間に接続され
た直流電源１３の極性によつて陽極１２に移動
し、この熱電子１５の量は陰極側フイラメント１
１の温度と直流電源１３の印加電圧が一定なので
第３−１図に示すように一定である（陽極電流Ia
が一定）。
本発明による回路では第４図に示されるように
フイラメント１１ａと電極１２ａ間に与えられる
電圧は交流電圧である。この場合フイラメント１
１ａの材料は電極１２ａの材料よりも仕事関数の
低い材料が用いられるか、フイラメント１１ａの
温度の方が電極１２ａの温度よりも高いことが重
要である。これは電極１２ａからフイラメント１
１ａへの逆電子放出をおさえるためである。
フイラメント１１ａと電極１２ａ間に与えられる
電圧は交流電圧である。この場合フイラメント１
１ａの材料は電極１２ａの材料よりも仕事関数の
低い材料が用いられるか、フイラメント１１ａの
温度の方が電極１２ａの温度よりも高いことが重
要である。これは電極１２ａからフイラメント１
１ａへの逆電子放出をおさえるためである。
例えばフイラメント１１ａとして2300℃にした
タングステンを用いると電極１２ａがこれより低
温であれば同じタングステンを電極１２ａに用い
ることが出来るし、フイラメント１１ａにトリウ
ム入りタングステンを用いればこれは特に仕事関
数が小さいので電極１２ａ側に普通のタングステ
ンを用いることが出来る。
タングステンを用いると電極１２ａがこれより低
温であれば同じタングステンを電極１２ａに用い
ることが出来るし、フイラメント１１ａにトリウ
ム入りタングステンを用いればこれは特に仕事関
数が小さいので電極１２ａ側に普通のタングステ
ンを用いることが出来る。
このような場合電極電流Ibは第４−１図のよう
になり、第３−１図のように電流値は一定ではな
いが時間的に積算すれば一方向電流であり、熱電
子放出電流としての機能は変らない。
になり、第３−１図のように電流値は一定ではな
いが時間的に積算すれば一方向電流であり、熱電
子放出電流としての機能は変らない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、るつぼとこの
るつぼに電子を放射する第１のフイラメントの間
に第１交流電源を接続し、クラスター状の蒸着物
をイオン化するために電子を放射する第２のフイ
ラメントと第２のフイラメントから電子を引き出
すための電子引き出し電極の間に第２の交流電源
を接続したので、これ等が直流電源の場合に比べ
て整流、平滑回路が不要となり、装置が安価に出
来るばかりか電圧、電源等の制御が簡単であると
いう効果がある。
るつぼに電子を放射する第１のフイラメントの間
に第１交流電源を接続し、クラスター状の蒸着物
をイオン化するために電子を放射する第２のフイ
ラメントと第２のフイラメントから電子を引き出
すための電子引き出し電極の間に第２の交流電源
を接続したので、これ等が直流電源の場合に比べ
て整流、平滑回路が不要となり、装置が安価に出
来るばかりか電圧、電源等の制御が簡単であると
いう効果がある。
第１図は従来のクラスターイオンビーム蒸着装
置の構成を示す図、第２図は本発明の一実施例を
示すクラスターイオンビーム蒸着装置の構成を示
す図、第３図は熱電子電流が直流電界に於て流れ
る原理図、第３−１図は陽極電流の流れの時間と
の関係を示す図、第４図は熱電子電流が交流電界
に於て流れる原理図、第４−１図は電極電流の流
れの時間との関係を示す図である。 図において、１はるつぼ、２は第１のフイラメ
ント、３は第２のフイラメント、４は電子引き出
し電極、６ａは第１の交流電源、８ｂは第２の交
流電源である。なお図において同一符号は同一又
は相当部分を示す。
置の構成を示す図、第２図は本発明の一実施例を
示すクラスターイオンビーム蒸着装置の構成を示
す図、第３図は熱電子電流が直流電界に於て流れ
る原理図、第３−１図は陽極電流の流れの時間と
の関係を示す図、第４図は熱電子電流が交流電界
に於て流れる原理図、第４−１図は電極電流の流
れの時間との関係を示す図である。 図において、１はるつぼ、２は第１のフイラメ
ント、３は第２のフイラメント、４は電子引き出
し電極、６ａは第１の交流電源、８ｂは第２の交
流電源である。なお図において同一符号は同一又
は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 蒸着材料を収容するるつぼ、加熱すると上記
蒸着材料が噴出する上記るつぼを加熱するために
電子を上記るつぼに放射する第１のフイラメン
ト、クラスター状の上記蒸着材料をイオン化する
ために電子を放射する第２のフイラメント、この
第２のフイラメントから電子を引き出すための電
子引き出し電極、上記第１のフイラメントと上記
るつぼの間に接続され上記第１のフイラメントか
ら上記るつぼに向つて電子を加速する第１の交流
電源、および上記第２のフイラメントと上記電子
引き出し電極の間に接続され上記電子引き出し電
極に電圧を印加し上記第２フイラメントから発生
する電子を上記電子引き出し電極の間を通過して
上記クラスター状の蒸着材料に向つて加速する第
２の交流電源を備え、上記電子引き出し電極は上
記第２のフイラメントより、低い温度にして同一
材料で構成されるかもしくは仕事関数の高い異な
る材料で構成されることを特徴とする蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19725184A JPH0245700B2 (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Jochakusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19725184A JPH0245700B2 (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Jochakusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173877A JPS6173877A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0245700B2 true JPH0245700B2 (ja) | 1990-10-11 |
Family
ID=16371355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19725184A Expired - Lifetime JPH0245700B2 (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Jochakusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0245700B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2716715B2 (ja) * | 1988-02-04 | 1998-02-18 | 株式会社リコー | 薄膜形成装置 |
| US4982696A (en) * | 1988-01-08 | 1991-01-08 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus for forming thin film |
| JPH01208457A (ja) * | 1988-02-13 | 1989-08-22 | Shimadzu Corp | 薄膜製造装置 |
| JPH04362172A (ja) * | 1991-06-10 | 1992-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 膜形成装置 |
-
1984
- 1984-09-18 JP JP19725184A patent/JPH0245700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6173877A (ja) | 1986-04-16 |
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