JPH03257169A - 化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給装置 - Google Patents
化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給装置Info
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- JPH03257169A JPH03257169A JP2054828A JP5482890A JPH03257169A JP H03257169 A JPH03257169 A JP H03257169A JP 2054828 A JP2054828 A JP 2054828A JP 5482890 A JP5482890 A JP 5482890A JP H03257169 A JPH03257169 A JP H03257169A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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。
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、化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料
を供給する装置に関する。
を供給する装置に関する。
特に、本発明は、酸化物超電導薄膜を形成するため金属
ハロゲン化物の原料を供給したり制御したりする装置に
関する。
ハロゲン化物の原料を供給したり制御したりする装置に
関する。
今日の薄膜形成技術の分野において、固体原料の供給は
重要な部分を占めている。固体原料の供給装置としては
種々の方式のものが知られているが、代表的なものとし
ては、真空蒸着方式、ポート方式、バブリング方式があ
る。
重要な部分を占めている。固体原料の供給装置としては
種々の方式のものが知られているが、代表的なものとし
ては、真空蒸着方式、ポート方式、バブリング方式があ
る。
真空蒸着方式として知られる方法は反応炉内の圧力がｉ
ｏ−’トル以下の場合に使用されるが、この方法では、
気体分子の平均自由行程が十分長くなるため、反応炉内
では分子同士の衝突が殆ど無くなり分子は直線的に運動
する。このような状態で、固体原料はルツボに入れられ
、ヒーター線加熱、高周波加熱又は電子ビーム加熱等に
より融解され蒸発させられて、分子線として供給される
。
ｏ−’トル以下の場合に使用されるが、この方法では、
気体分子の平均自由行程が十分長くなるため、反応炉内
では分子同士の衝突が殆ど無くなり分子は直線的に運動
する。このような状態で、固体原料はルツボに入れられ
、ヒーター線加熱、高周波加熱又は電子ビーム加熱等に
より融解され蒸発させられて、分子線として供給される
。
そして、この分子線の途中に適当なシャッターを配置し
て分子線を遮断し、これにより原料を供給したり遮断し
たりすることができる。しかしながら、この方法では、
形成される膜の粒径があらく、また、ステップカバレー
ジが悪いという欠点がある。
て分子線を遮断し、これにより原料を供給したり遮断し
たりすることができる。しかしながら、この方法では、
形成される膜の粒径があらく、また、ステップカバレー
ジが悪いという欠点がある。
また、いわゆるポート方式として知られる方法は反応炉
内の圧力が１０−’）ル以上の場合に使用されるが、こ
の方法では、気体分子は粘性流状態となり、分子同士の
衝突が支配的になる。このような状態では、分子線が形
成されないため、真空蒸着方式において使用されたシャ
ッターによる方法では、原料を遮断することができない
。かかる粘性流状態で、固体原料は反応炉内のポートに
置かれ、ポートの加熱と同時にポート上を通過するキャ
リヤガスにより搬送される。そして、原料の遮断はキャ
リヤガスの遮断によって行われる。しかしながら、ポー
トが反応炉内に設置されているためにキャリヤガスを供
給しなくとも反応炉内の熱対流やガスの流れにより蒸発
した原料の一部が搬送されてしまうので、各原料を独立
してオン・オフすることができず、また、成長圧力とポ
ートの圧力が同じになってしまうという欠点がある。
内の圧力が１０−’）ル以上の場合に使用されるが、こ
の方法では、気体分子は粘性流状態となり、分子同士の
衝突が支配的になる。このような状態では、分子線が形
成されないため、真空蒸着方式において使用されたシャ
ッターによる方法では、原料を遮断することができない
。かかる粘性流状態で、固体原料は反応炉内のポートに
置かれ、ポートの加熱と同時にポート上を通過するキャ
リヤガスにより搬送される。そして、原料の遮断はキャ
リヤガスの遮断によって行われる。しかしながら、ポー
トが反応炉内に設置されているためにキャリヤガスを供
給しなくとも反応炉内の熱対流やガスの流れにより蒸発
した原料の一部が搬送されてしまうので、各原料を独立
してオン・オフすることができず、また、成長圧力とポ
ートの圧力が同じになってしまうという欠点がある。
さらに、バブリング方式と称する方法が知られている。
この方法では、比較的蒸気圧の高い固体原料が温度制御
されたバブラー内に収容され、気化した原料はキャリヤ
ガスにより反応炉に搬送される。また、途中に適当なバ
ルブを設置してキャリヤガスの供給を制御することもで
きる。しかしながら、この方法では、原料が析出しない
ようにするために、配管やバルブの温度をバブラーの温
度と同一の温度に維持する必要があるので、２００℃以
上の高融点材料を使用することができないという欠点が
ある。
されたバブラー内に収容され、気化した原料はキャリヤ
ガスにより反応炉に搬送される。また、途中に適当なバ
ルブを設置してキャリヤガスの供給を制御することもで
きる。しかしながら、この方法では、原料が析出しない
ようにするために、配管やバルブの温度をバブラーの温
度と同一の温度に維持する必要があるので、２００℃以
上の高融点材料を使用することができないという欠点が
ある。
以上のように、従来の固体原料の供給方法では、粘性流
領域において高融点の個体原料を供給したり制御したり
するのは困難であり、今後予想される高品質の新機能薄
膜を開発するに際して克服しなければならない重要な問
題である。
領域において高融点の個体原料を供給したり制御したり
するのは困難であり、今後予想される高品質の新機能薄
膜を開発するに際して克服しなければならない重要な問
題である。
従って、本発明の目的は、使用する固体原料の蒸気圧に
作用されることなしに、固体原料の供給及び遮断を容易
に行うことができる薄膜形成用固体原料供給装置を提供
することである。
作用されることなしに、固体原料の供給及び遮断を容易
に行うことができる薄膜形成用固体原料供給装置を提供
することである。
上記課題を解決するために、本発明は、化学的気相成長
による薄膜形成用の固体原料供給装置であって、一端が
閉鎖し他端が開放した供給管を含み、該供給管の閉鎖端
にはオリフィスが設けられ開放端にはキャリヤガスを供
給するための手段が連結されており、オリフィスに隣接
して供給管の内部に設けられていて、固体原料を供給す
るためのポートと、供給管の内部の温度を検知するため
の手段と、固体原料を加熱するための手段と、オリフィ
スに隣接して供給管の外側に設けられていて、オリフィ
スから供給される気化した原料の供給を制御するための
手段とをさらに含むことを特徴とする装置を提供する。
による薄膜形成用の固体原料供給装置であって、一端が
閉鎖し他端が開放した供給管を含み、該供給管の閉鎖端
にはオリフィスが設けられ開放端にはキャリヤガスを供
給するための手段が連結されており、オリフィスに隣接
して供給管の内部に設けられていて、固体原料を供給す
るためのポートと、供給管の内部の温度を検知するため
の手段と、固体原料を加熱するための手段と、オリフィ
スに隣接して供給管の外側に設けられていて、オリフィ
スから供給される気化した原料の供給を制御するための
手段とをさらに含むことを特徴とする装置を提供する。
次に、第１図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
本発明の薄膜形成用の固体原料供給装置が、全体として
参照符号ｌで示されている。装置ｌは、一端が閉鎖し他
端が開放した細長い供給管２を有する。この供給管２の
閉鎖端には、オリフィス３が設けられている。供給管２
の内部には、オリフィス３に隣接した個所に、固体原料
４を供給するためのポート５が配置されている。また、
供給管２の内部には熱電対６が設けられており、この熱
電対６によって供給管内部の温度が検知される。
参照符号ｌで示されている。装置ｌは、一端が閉鎖し他
端が開放した細長い供給管２を有する。この供給管２の
閉鎖端には、オリフィス３が設けられている。供給管２
の内部には、オリフィス３に隣接した個所に、固体原料
４を供給するためのポート５が配置されている。また、
供給管２の内部には熱電対６が設けられており、この熱
電対６によって供給管内部の温度が検知される。
供給管２の周囲は、ポート５に置かれた固体原料４を加
熱するために、ヒータ線７で覆われている。ヒータ線７
で覆われた供給管２は、断熱管８の内部に置かれている
。両端の閉鎖した外管９が、断熱管８、従って、ヒータ
線７で覆われた供給管２の全体を取り囲んでいる。供給
管２に設けられたオリフィス３の位置する側の外管９の
端には、オリフィス３から噴射される気化した原料が通
過することができるように、オリフィス３に対応する位
置にこれよりも寸法の大きな孔１０が設けられている。
熱するために、ヒータ線７で覆われている。ヒータ線７
で覆われた供給管２は、断熱管８の内部に置かれている
。両端の閉鎖した外管９が、断熱管８、従って、ヒータ
線７で覆われた供給管２の全体を取り囲んでいる。供給
管２に設けられたオリフィス３の位置する側の外管９の
端には、オリフィス３から噴射される気化した原料が通
過することができるように、オリフィス３に対応する位
置にこれよりも寸法の大きな孔１０が設けられている。
また、孔１０の設けられた端と反対側の端には、供給管
２の貫通する開口部１１を介して外管９と流体連通する
チャンバ１２が設けられている。供給管２と外管９の端
壁１３との間は、後述するように外管９内に充満するパ
ージガスが漏れないようにシールされている。チャンバ
１２には、キャリヤガスの供給口１４が設けられており
、外管９の端壁１３の近くには、パージガス供給ロエ５
が設けられている。また、外管９の外側には、その孔１
０に隣接してシャッター１６が設けられており、このシ
ャッター１６を開閉することにより、孔１０から噴出す
る原料を供給したり遮断したりすることができる。シャ
ッター１６は、周知の駆動手段（図示せず）によって開
閉されるが、この駆動手段は本願発明の要旨を構成しな
いので、詳細な説明は省略する。
２の貫通する開口部１１を介して外管９と流体連通する
チャンバ１２が設けられている。供給管２と外管９の端
壁１３との間は、後述するように外管９内に充満するパ
ージガスが漏れないようにシールされている。チャンバ
１２には、キャリヤガスの供給口１４が設けられており
、外管９の端壁１３の近くには、パージガス供給ロエ５
が設けられている。また、外管９の外側には、その孔１
０に隣接してシャッター１６が設けられており、このシ
ャッター１６を開閉することにより、孔１０から噴出す
る原料を供給したり遮断したりすることができる。シャ
ッター１６は、周知の駆動手段（図示せず）によって開
閉されるが、この駆動手段は本願発明の要旨を構成しな
いので、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の装置の作動について説明する。
薄膜を形成すべきウェハー１７を、装置１の孔１０、従
って、オリフィス３の近くに配置する。
って、オリフィス３の近くに配置する。
供給管２のポート５に置かれた固体原料４をヒータ線７
により加熱するとともに、キャリヤガス供給口１４から
キャリヤガスを供給する。これと同時に、パージガス供
給口１５からパージガスを供給する。すると、加熱され
て気化した固体原料がキャリヤガスによって搬送され、
オリフィス３、次いで、孔ｌＯを通り、薄膜を形成すべ
きウェハー１７の表面に向けて噴出される。なお、オリ
フィス３から出た原料の噴流は、パージガス供給口１５
から供給され断熱管８と外管９との間を通ってオリフィ
ス３付近に達するパージガスによって、オリフィス３か
ら孔１０を通って装置ｌの外部に確実に噴射されるよう
になっている。シャッター１６を開閉することにより、
原料の供給を容易に制御することができる。
により加熱するとともに、キャリヤガス供給口１４から
キャリヤガスを供給する。これと同時に、パージガス供
給口１５からパージガスを供給する。すると、加熱され
て気化した固体原料がキャリヤガスによって搬送され、
オリフィス３、次いで、孔ｌＯを通り、薄膜を形成すべ
きウェハー１７の表面に向けて噴出される。なお、オリ
フィス３から出た原料の噴流は、パージガス供給口１５
から供給され断熱管８と外管９との間を通ってオリフィ
ス３付近に達するパージガスによって、オリフィス３か
ら孔１０を通って装置ｌの外部に確実に噴射されるよう
になっている。シャッター１６を開閉することにより、
原料の供給を容易に制御することができる。
なお、薄膜を形成すべきウェハーを中心として本発明の
装置を放射状に配置することにより、薄膜の多元同時成
長が可能となる。
装置を放射状に配置することにより、薄膜の多元同時成
長が可能となる。
以上説明したように、本発明により、固体原料の蒸気圧
による制約を大幅に改善することができた。
による制約を大幅に改善することができた。
具体的には、本願発明は、以下のような効果を奏する。
気化した原料をオリフィスより高速で噴射するためにあ
る程度の直進性を有する。従って、適当なシャッターを
使用することにより、原料を容易に供給したり停止した
りすることができる。又、本発明の装置を反応炉に対し
て放射状に配置することにより、数種の固体原料をそれ
ぞれ独立して制御することができる。更に、反応炉内の
状態（例えば、プラズマ状態等）に影響されることなし
に、原料を安定的に供給することができる。
る程度の直進性を有する。従って、適当なシャッターを
使用することにより、原料を容易に供給したり停止した
りすることができる。又、本発明の装置を反応炉に対し
て放射状に配置することにより、数種の固体原料をそれ
ぞれ独立して制御することができる。更に、反応炉内の
状態（例えば、プラズマ状態等）に影響されることなし
に、原料を安定的に供給することができる。
原料を気化させる位置がオリフィスを介して反応炉と直
結しているため、前述のバブリング方式のような配管内
の原料析出の問題がない。従って、蒸気圧の低い固体原
料であっても、反応炉内に原料を容易に供給することが
できる。
結しているため、前述のバブリング方式のような配管内
の原料析出の問題がない。従って、蒸気圧の低い固体原
料であっても、反応炉内に原料を容易に供給することが
できる。
オリフィスの寸法、キャリヤガスの量、ソースチャンバ
内の圧力、ソースチャンバの温度等にょリ、反応炉内へ
の原料の供給量を制御することができる。従って、原料
の供給を精密に制御することができる。
内の圧力、ソースチャンバの温度等にょリ、反応炉内へ
の原料の供給量を制御することができる。従って、原料
の供給を精密に制御することができる。
第１図は、本発明による固体原料供給装置の長さ方向略
断面図である。 １・・・装置、 ２・・・供給管、３・・・オリ
フィス、 ５・・・ポート、６・・・熱電対、
７・・・ヒータ線、９・・・外管、 １４・・キャリヤガス供給口、 １５・・パージガス供給口、
断面図である。 １・・・装置、 ２・・・供給管、３・・・オリ
フィス、 ５・・・ポート、６・・・熱電対、
７・・・ヒータ線、９・・・外管、 １４・・キャリヤガス供給口、 １５・・パージガス供給口、
Claims (2)
- （１）化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給
装置であって、一端が閉鎖し他端が開放した供給管を含
み、該供給管の閉鎖端にはオリフィスが設けられ開放端
にはキャリヤガスを供給するための手段が連結されてお
り、オリフィスに隣接して供給管の内部に設けられてい
て、固体原料を供給するためのポートと、供給管の内部
の温度を検知するための手段と、固体原料を加熱するた
めの手段と、オリフィスに隣接して供給管の外側に設け
られていて、オリフィスから供給される気化した原料の
供給を制御するための手段とをさらに含むことを特徴と
する装置。 - （２）供給管を収容する両端の閉鎖した外管をさらに含
み、供給管のオリフィスに対応した外管の端にはオリフ
ィスから出た原料が通過するための孔が設けられており
、前記端と反対側の端に隣接してパージガスを供給する
ための手段が設けられていることを特徴とする請求項（
１）に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054828A JP2971088B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054828A JP2971088B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257169A true JPH03257169A (ja) | 1991-11-15 |
| JP2971088B2 JP2971088B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=12981527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2054828A Expired - Fee Related JP2971088B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 化学的気相成長による薄膜形成用の固体原料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971088B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2054828A patent/JP2971088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2971088B2 (ja) | 1999-11-02 |
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