JPH0247258A - 薄膜形成用蒸発源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜形成用蒸発源に係り、特にシリコン薄膜形
成に好適な薄膜形成用蒸発源に関する。

〔従来の技術〕

従来の薄膜形成用蒸発源たるるつぼは炭素又は高融点金
属（タンタル、タングステン等）からなる−重構造で、
これらの物質と反応する物質、例えばシリコンなどをる
つぼ内に充填し加熱すると。

るつぼとシリコンが反応し、るつぼの耐熱性の低下、る
つぼ温度の不均一性という問題があった。

これらの問題に対しては、特開昭５９−２０２６２４号
公報に記載のように中間層を設け、るつぼ温度を均一化
する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、るつぼの内層と外層の間に間
隙があるため、電子衝撃等により外層を加熱しても内層
の温度が上昇しない問題があった。

また中間層を炭素粒子のメタノール懸濁液で満たし乾燥
させる方法においても、中間層に空隙があり、温度が上
昇しないと共に、超高真空中で、このるつぼを加熱する
と炭素蒸気が発生し、形成膜中に混入し、膜質を低下さ
せる問題があった。

本発明の目的は、加熱効率が良く、不純物が外部雰囲気
中へ混入しない薄膜形成用蒸発源を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、蒸発源の内層の高融点物質（タンタル、タ
ングステン、モリブデン、レニウム等）を炭素又はＢＮ
等の熱伝導度の大きい物質でコーティングし、さらに外
側を高融点物質でコーティングすることにより達成され
る。すなわち、所定の蒸発物質を収納する薄膜形成用蒸
発源において、該蒸発源は内層中間層および外層の三層
構造をなし、その中間層は、該蒸発物質に接する内層よ
りも熱伝導度の大きな物質から構成されていることを特
徴とし、さらに、上記内層と上記外層とが同じ物質から
なること特徴とし、また、上記内層はタンタル、ニオブ
、モリブデン、タングステン。

レニウム、およびこれら合金のいずれか１種よりなり、
上記中間層は、炭素、窒化ボロン、炭化タンタル、炭化
ニオブ、炭化モリブデン、炭化タングステン、および炭
化レニウムのいずれか１種よりなる。

〔作用〕

炭素はダイヤモンド構造で熱伝導率が６．６０Ｗ／Ｃｍ
−ｄｅｇ、グラファイト構造で２．５０（上Ｃ）Ｗ／ｃ
ｍ−ｄｅｇと高融点金属のタンタル（０，５７Ｗ／ｃｍ
−ｄｅｇ）、タングステン（１、７０Ｗ　／　ｃｍ−ｄ
ｅｇ）に比べ大きく、炭素やＢＮ等のコーティングによ
ってるつぼ内層の温度分布は均一になる。また炭素やＢ
Ｎコーティング層の外側に高融点金属をコーティングす
ることにより、炭素又はＢＮ等は直接、雰囲気にさらさ
れない為、雰囲気中へ不純物が混入することがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。るつ
ぼ内層１１とキャップ１２はタンタルで、内厚２ｍｍ、
内層１１の内径７．６φ　、長さ１５ｍｍである。内層
１１とキャップ１２はネジ締め構造の為、るつぼの気密
性は高く、蒸発源のシリコン４１はネジ部分から外部へ
漏れ出ることはなく、１φの小孔５１から噴出する。内
層１１の外側は厚さ１ｍｍの炭素コーティング層２１で
ある。これは、内層１１の外側をダイヤモンド粒子大の
懸濁液中で超音波研磨した後、メタン１０％、水素９０
％の混合ガスをマイクロ波プラズマで、分解しタンタル
製るつぼ内層１１の外側へダイヤモンドを成長させ形成
させた。メタンと水素の混合比によって、グラファイト
が成長するが、グラファイトコーティングしたるつぼで
も、ダイヤモンドコーティングのるつぼに比べて、性能
に差はなかった。タンタルコーティング層３１はタンタ
ルをスパッタ法により１０μｍ堆積させ形成した。この
るつぼに高純度シリコンを２０ｇ充填し、ガラス及びシ
リコンウェハ基板へシリコン薄膜を堆積させた。るつぼ
の加熱法は電子衝撃型で、投入電力は２．０ｋＷである
。るつぼ外層３１の表面温度は光高温計で測定した結果
、２１００℃±２０℃であった。堆積速度は、最初の３
枚の試料を除き２００人／ｗｉｎ以上であった。最初、
堆積速度が低かったのは、シリコンがるつぼ内層１１の
タンタルと反応しタンタルシリサイドを形成した為に、
るつぼの内圧が上昇しなかった為である。膜厚５０００
人の試料を３５０枚、作製したところで膜が堆積しなく
なり、るつぼを切断したところ、るつぼ内のシリコンが
なくなっていた。その時のるつぼは外観に異常はなく、
再使用可能である。

切断したるつぼを発光分析した結果内層１１のタンタル
はタンタルシリサイドになり、内層１１と炭素コーティ
ング層２１の界面はタンタルカーバイドになっていた。

本実施例では蒸発物質がシリコンの為、内層１１はシリ
コンと反応し、タンタルシリサイドとなるが、タンタル
シリサイドとタンタルカーバイドは高温においても反応
しない為に、るつぼは安定で、蒸着物がシリコンの場合
でも再使用可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば高融点金属るつぼの外側に熱伝導度の高
い炭素やＢＮ等をコーティングすることで、るつぼ温度
の分布が均一化され、さらに炭素やＢＮ等のコーティン
グ層の外側に高融点金属を堆積させるため、炭素等がる
つぼ外部の雰囲気へ出ることがなく、形成膜への不純物
混入がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のるつぼの断面図である。 １１・・・るつぼ内層、１２・・・キャップ、２１・・
・炭素コーティング層、３１・・・タンタルコーティン
グ層、ノド・・る−７１よ゛内層 ４１−・シソコン 、５１・・“小ＪＬ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の蒸発物質を収納する薄膜形成用蒸発源におい
   て、該蒸発源は内層中間層および外層の三層構造をなし
   、その中間層は、該蒸発物質に接する内層よりも熱伝導
   度の大きな物質から構成されていることを特徴とする薄
   膜形成用蒸発源。 ２、請求項１において、上記内層と上記外層とが同じ物
   質からなること特徴とする薄膜形成用蒸発源。 ３、請求項１において、上記内層は、タンタル、ニオブ
   、モリブデン、タングステン、レニウム、およびこれら
   合金のいずれか１種よりなることを特徴とする薄膜形成
   用蒸発源。 ４、請求項１において、上記中間層は、炭素、窒化ボロ
   ン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化モリブデン、炭化
   タングステン、および炭化レニウムのいずれか１種より
   なることを特徴とする薄膜形成用蒸発源。