JPH0523567Y2 - - Google Patents
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- JPH0523567Y2 JPH0523567Y2 JP7150688U JP7150688U JPH0523567Y2 JP H0523567 Y2 JPH0523567 Y2 JP H0523567Y2 JP 7150688 U JP7150688 U JP 7150688U JP 7150688 U JP7150688 U JP 7150688U JP H0523567 Y2 JPH0523567 Y2 JP H0523567Y2
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- evaporated
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- Expired - Lifetime
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 7
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本考案は、GaAs薄膜等を製造する装置に関
し、さらに詳しくは、蒸着材料の蒸発粒子をイオ
ン化し、そのイオンを基板表面上に導いてその表
面上に薄膜を形成する装置に関する。 ＜従来の技術＞ GaAs薄膜形成においては、通常、Gaおよび
Asを個別の蒸着源から蒸発させ、それぞれの蒸
発粒子を同一の基板表面上に導いている。 ここで、一般に、Asを蒸着源に入れて蒸発さ
せると、蒸発粒子の大半はAs4の形になることが
知られている。しかしながら、GaAs薄膜形成に
は、基板表面上に導くAsの蒸発粒子は、As4より
もAs2の方が成長膜への付着確率が高く、しかも
結晶性が良いとされている。 そこで、従来、蒸着源として第３図に示すよう
な、クラツカ３１ａ付きのるつぼ３１を用い、
Asの蒸発粒子As4をクラツカ３１ａ部で再加熱す
ることにより熱分解（クラツキング）し、外部に
2As2を蒸散させている。そして、このような蒸
着源を用いた場合には、下記の〔表〕に示すよう
に、蒸発粒子As4は、クラツカ３１ａ部における
再加熱温度T2を高くすることにより、その大部
分が熱分解してAs2になることが明らかにされて
いる。なお、T1はるつぼ３１部の加熱温度であ
る。（R.F.C.Farrow，et al.“Collected Papers
of MBE−CST−２”169（1982）Tokyo）
し、さらに詳しくは、蒸着材料の蒸発粒子をイオ
ン化し、そのイオンを基板表面上に導いてその表
面上に薄膜を形成する装置に関する。 ＜従来の技術＞ GaAs薄膜形成においては、通常、Gaおよび
Asを個別の蒸着源から蒸発させ、それぞれの蒸
発粒子を同一の基板表面上に導いている。 ここで、一般に、Asを蒸着源に入れて蒸発さ
せると、蒸発粒子の大半はAs4の形になることが
知られている。しかしながら、GaAs薄膜形成に
は、基板表面上に導くAsの蒸発粒子は、As4より
もAs2の方が成長膜への付着確率が高く、しかも
結晶性が良いとされている。 そこで、従来、蒸着源として第３図に示すよう
な、クラツカ３１ａ付きのるつぼ３１を用い、
Asの蒸発粒子As4をクラツカ３１ａ部で再加熱す
ることにより熱分解（クラツキング）し、外部に
2As2を蒸散させている。そして、このような蒸
着源を用いた場合には、下記の〔表〕に示すよう
に、蒸発粒子As4は、クラツカ３１ａ部における
再加熱温度T2を高くすることにより、その大部
分が熱分解してAs2になることが明らかにされて
いる。なお、T1はるつぼ３１部の加熱温度であ
る。（R.F.C.Farrow，et al.“Collected Papers
of MBE−CST−２”169（1982）Tokyo）
【表】
一方、薄膜製造装置においては、形成される薄
膜の物性や結晶学的諸性質を制御するために、従
来、蒸着源から蒸発した粒子をイオン化すること
がなされており、その構成例を、第４図、第５図
を参照しつつ説明すると、蒸発粒子が進行する領
域Ｆの側方周辺にグリツド４５およびイオン化用
フイラメント４４を配設し、このフイラメント４
４に電流を流すとともに、フイラメント４４とグ
リツド４５間に所定の電位差を付与することによ
り、フイラメント４４から発生する熱電子を電位
差によりグリツド４５の内方へと引き寄せ、蒸発
粒子に衝突させることによつてその粒子をイオン
化し、さらに加速電極４９の電場で加速して基板
Ｔ表面上に衝突させるよう構成されており、イオ
ン化用フイラメント４４に流す電流の強さや形成
される加速電場の強さ等を適宜変化させることに
より、形成される薄膜の諸性質を制御することが
できる。 ＜考案が解決しようとする課題＞ ところで、上述の構成において、蒸着材料に
Asを用いた場合には、その蒸発粒子は、イオン
化領域内でフイラメント４４からの輻射熱等によ
り再加熱されるが十分でなく、一部の粒子は熱分
解するものの、大部分は蒸発したままの状態、つ
まりAs4の形でイオン化され基板Ｔに衝突してし
まう。 以上のことから、GaAs薄膜を、その諸性質を
制御しつつ形成する場合には、イオン化領域の前
段に再加熱部を新たに設けるか、もしくは蒸着源
として第３図に示すようなクラツカ付きのるつぼ
を用いる必要があり、どうしても装置全体が大掛
りになるという問題があつた。 本考案の目的は、装置全体を大掛りにすること
なく、例えばAs等の蒸発粒子の大部分を、熱分
解させた後に、イオン化することのできる、薄膜
製造装置を提供することにある。 ＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための構成を、実施例に
対応する第１図、第２図を参照しつつ説明する
と、本考案は、グリツド５の蒸着源１側の一部分
に、蒸着粒子進行方向に所定幅を有し、かつ、蒸
着粒子進行領域Ｆの側方周辺を囲う導電体５ａを
形成したことを特徴としている。 ＜作用＞ フイラメント４，４から発生した熱電子の一部
は、電位差により導電体５ａの壁体に引き寄せら
れ衝突することにより、その壁体を加熱する。 このように、本来イオン化を行なうための熱電
子の一部を強制的に導電体５ａに集めてその壁体
を電子衝撃によつて加熱することにより、導電体
５ａはきわめて高い温度になり、その輻射熱によ
つて蒸発粒子を十分に加熱することが可能にな
る。 ＜実施例＞ 本考案の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。 第１図は本考案実施例の構成図、第２図はその
グリツド５周辺の斜視図である。 例えばAs等の蒸着材料Ｍを収容する、るつぼ
１の側壁周辺は加熱用フイラメント２によつて囲
われている。 加熱用フイラメント２には交流電源３が接続さ
れており、このフイラメント２に電流を流すこと
によつて発生するジユール熱によつて、るつぼ１
の壁体が加熱され、内部の蒸着材料Ｍが蒸発す
る。 るつぼ１の上方には、蒸発粒子が進行する領域
Ｆの側方周辺を囲うべく形成されたグリツド５が
配設されており、そのグリツド５の上方には、加
速電極９および基板Ｔが順次配設されている。 グリツド５の下方一部分は薄肉円筒形状を有し
ており、この薄肉円筒部５ａはグリツド５本体と
同種の材料、例えばMpもしくはＷ等、高い融点
を有する導電材によつて形成されている。 グリツド５の側方周囲には、上下２本の輪状の
フイラメント４，４が配設されている。その各フ
イラメント４，４の両端は同一の交流電源６に接
続されており、それぞれのフイラメントに電流を
流すことができる。 グリツド５と各フイラメント４，４との間に
は、直流電源７が設けられており、グリツド５が
各フイラメント４，４に対して正電位になるよ
う、両者間に電位差を付与することができる。ま
た、グリツド５と加速電極９との間にも直流電源
８が設けられており、両者間に所定の電場を形成
することができる。 以上のように構成された部品のうち、るつぼ
１、フイラメント２，４，４、グリツド５、加速
電極９および基板Ｔは、例えば真空チヤンバ等の
真空装置内に配設され、それぞれの電源３，６，
７および８は真空装置外部に配設される。 次に、作用を説明する。グリツド５周辺のフイ
ラメント４，４に電流を流すことにより熱電子が
発生し、上方のフイラメント４からの熱電子は、
電位差によりグリツド５の内方へと引き寄せら
れ、蒸発粒子に衝突し、また下方のフイラメント
４からの熱電子は薄肉円筒部５ａの壁体に引き寄
せられ衝突することによりその壁体を加熱する。 これにより、るつぼ１から蒸発した粒子、例え
ばAs4は、薄肉円筒部５ａでその輻射熱により十
分に加熱され、大部分が2As2へと熱分解し、さ
らにその上方で熱電子のシヤワーを浴び、その二
次電子を放出して陽イオンとなる。そして、その
陽イオンAs2 +は加速電極９の電場によつて加速
されて基板Ｔ表面に衝突する。 ここで、薄肉円筒部５ａの蒸発粒子進行方向に
おける幅は、その円筒部５ａの輻射熱によつて、
蒸発粒子が熱分解するのに必要な温度にまで達す
るよう、フイラメント４に流す電流の強さ等の諸
条件に基づいて適宜決定する。 以上は、蒸発粒子をイオン化する機能を備えた
真空蒸着装置に本考案を適用した例を示している
が、本考案はこれに限られることなく、例えばク
ラスタイオンビーム装置等、蒸発粒子をイオン化
する機能を備えた他の薄膜製造装置にも適用でき
る。 ＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案によれば、グリツ
ドの蒸着源側の一部分に、蒸発粒子進行方向に所
定幅を有し、かつ、蒸発粒子進行領域の側方周辺
を囲う導電体を形成したから、グリツドの構造を
若干変更するだけで、蒸発粒子の再加熱部を新た
に設けることなく、蒸発粒子を、そのイオン化の
前段で、十分に加熱することが可能になる。従つ
て、装置全体を、第４図に示す従来の装置に比し
て大きくすることなく、例えばAs等の蒸発粒子
を、その大部分を熱分解させた後にイオン化して
基板表面へと導くことができる。 しかも、電源系の変更も不要で、グリツド以外
は、従来の装置と全く同様な構造でよい。
膜の物性や結晶学的諸性質を制御するために、従
来、蒸着源から蒸発した粒子をイオン化すること
がなされており、その構成例を、第４図、第５図
を参照しつつ説明すると、蒸発粒子が進行する領
域Ｆの側方周辺にグリツド４５およびイオン化用
フイラメント４４を配設し、このフイラメント４
４に電流を流すとともに、フイラメント４４とグ
リツド４５間に所定の電位差を付与することによ
り、フイラメント４４から発生する熱電子を電位
差によりグリツド４５の内方へと引き寄せ、蒸発
粒子に衝突させることによつてその粒子をイオン
化し、さらに加速電極４９の電場で加速して基板
Ｔ表面上に衝突させるよう構成されており、イオ
ン化用フイラメント４４に流す電流の強さや形成
される加速電場の強さ等を適宜変化させることに
より、形成される薄膜の諸性質を制御することが
できる。 ＜考案が解決しようとする課題＞ ところで、上述の構成において、蒸着材料に
Asを用いた場合には、その蒸発粒子は、イオン
化領域内でフイラメント４４からの輻射熱等によ
り再加熱されるが十分でなく、一部の粒子は熱分
解するものの、大部分は蒸発したままの状態、つ
まりAs4の形でイオン化され基板Ｔに衝突してし
まう。 以上のことから、GaAs薄膜を、その諸性質を
制御しつつ形成する場合には、イオン化領域の前
段に再加熱部を新たに設けるか、もしくは蒸着源
として第３図に示すようなクラツカ付きのるつぼ
を用いる必要があり、どうしても装置全体が大掛
りになるという問題があつた。 本考案の目的は、装置全体を大掛りにすること
なく、例えばAs等の蒸発粒子の大部分を、熱分
解させた後に、イオン化することのできる、薄膜
製造装置を提供することにある。 ＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための構成を、実施例に
対応する第１図、第２図を参照しつつ説明する
と、本考案は、グリツド５の蒸着源１側の一部分
に、蒸着粒子進行方向に所定幅を有し、かつ、蒸
着粒子進行領域Ｆの側方周辺を囲う導電体５ａを
形成したことを特徴としている。 ＜作用＞ フイラメント４，４から発生した熱電子の一部
は、電位差により導電体５ａの壁体に引き寄せら
れ衝突することにより、その壁体を加熱する。 このように、本来イオン化を行なうための熱電
子の一部を強制的に導電体５ａに集めてその壁体
を電子衝撃によつて加熱することにより、導電体
５ａはきわめて高い温度になり、その輻射熱によ
つて蒸発粒子を十分に加熱することが可能にな
る。 ＜実施例＞ 本考案の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。 第１図は本考案実施例の構成図、第２図はその
グリツド５周辺の斜視図である。 例えばAs等の蒸着材料Ｍを収容する、るつぼ
１の側壁周辺は加熱用フイラメント２によつて囲
われている。 加熱用フイラメント２には交流電源３が接続さ
れており、このフイラメント２に電流を流すこと
によつて発生するジユール熱によつて、るつぼ１
の壁体が加熱され、内部の蒸着材料Ｍが蒸発す
る。 るつぼ１の上方には、蒸発粒子が進行する領域
Ｆの側方周辺を囲うべく形成されたグリツド５が
配設されており、そのグリツド５の上方には、加
速電極９および基板Ｔが順次配設されている。 グリツド５の下方一部分は薄肉円筒形状を有し
ており、この薄肉円筒部５ａはグリツド５本体と
同種の材料、例えばMpもしくはＷ等、高い融点
を有する導電材によつて形成されている。 グリツド５の側方周囲には、上下２本の輪状の
フイラメント４，４が配設されている。その各フ
イラメント４，４の両端は同一の交流電源６に接
続されており、それぞれのフイラメントに電流を
流すことができる。 グリツド５と各フイラメント４，４との間に
は、直流電源７が設けられており、グリツド５が
各フイラメント４，４に対して正電位になるよ
う、両者間に電位差を付与することができる。ま
た、グリツド５と加速電極９との間にも直流電源
８が設けられており、両者間に所定の電場を形成
することができる。 以上のように構成された部品のうち、るつぼ
１、フイラメント２，４，４、グリツド５、加速
電極９および基板Ｔは、例えば真空チヤンバ等の
真空装置内に配設され、それぞれの電源３，６，
７および８は真空装置外部に配設される。 次に、作用を説明する。グリツド５周辺のフイ
ラメント４，４に電流を流すことにより熱電子が
発生し、上方のフイラメント４からの熱電子は、
電位差によりグリツド５の内方へと引き寄せら
れ、蒸発粒子に衝突し、また下方のフイラメント
４からの熱電子は薄肉円筒部５ａの壁体に引き寄
せられ衝突することによりその壁体を加熱する。 これにより、るつぼ１から蒸発した粒子、例え
ばAs4は、薄肉円筒部５ａでその輻射熱により十
分に加熱され、大部分が2As2へと熱分解し、さ
らにその上方で熱電子のシヤワーを浴び、その二
次電子を放出して陽イオンとなる。そして、その
陽イオンAs2 +は加速電極９の電場によつて加速
されて基板Ｔ表面に衝突する。 ここで、薄肉円筒部５ａの蒸発粒子進行方向に
おける幅は、その円筒部５ａの輻射熱によつて、
蒸発粒子が熱分解するのに必要な温度にまで達す
るよう、フイラメント４に流す電流の強さ等の諸
条件に基づいて適宜決定する。 以上は、蒸発粒子をイオン化する機能を備えた
真空蒸着装置に本考案を適用した例を示している
が、本考案はこれに限られることなく、例えばク
ラスタイオンビーム装置等、蒸発粒子をイオン化
する機能を備えた他の薄膜製造装置にも適用でき
る。 ＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案によれば、グリツ
ドの蒸着源側の一部分に、蒸発粒子進行方向に所
定幅を有し、かつ、蒸発粒子進行領域の側方周辺
を囲う導電体を形成したから、グリツドの構造を
若干変更するだけで、蒸発粒子の再加熱部を新た
に設けることなく、蒸発粒子を、そのイオン化の
前段で、十分に加熱することが可能になる。従つ
て、装置全体を、第４図に示す従来の装置に比し
て大きくすることなく、例えばAs等の蒸発粒子
を、その大部分を熱分解させた後にイオン化して
基板表面へと導くことができる。 しかも、電源系の変更も不要で、グリツド以外
は、従来の装置と全く同様な構造でよい。
第１図は本考案実施例の構成図、第２図はその
グリツド５周辺の斜視図、第３図はクラツカ付き
るつぼの縦断面図、第４図は蒸発粒子をイオン化
する機能を備えた薄膜製造装置の従来例の構成
図、第５図はそのグリツド４５周辺の斜視図であ
る。 １……るつぼ、４……フイラメント、５……グ
リツド、５ａ……薄肉円筒部、６……交流電源、
７……直流電源、Ｆ……蒸発粒子進行領域、Ｔ…
…基板。
グリツド５周辺の斜視図、第３図はクラツカ付き
るつぼの縦断面図、第４図は蒸発粒子をイオン化
する機能を備えた薄膜製造装置の従来例の構成
図、第５図はそのグリツド４５周辺の斜視図であ
る。 １……るつぼ、４……フイラメント、５……グ
リツド、５ａ……薄肉円筒部、６……交流電源、
７……直流電源、Ｆ……蒸発粒子進行領域、Ｔ…
…基板。
Claims (1)
- 蒸着源と、その蒸着源からの蒸発粒子が進行す
る領域の側方周囲に配設されたグリツドおよびフ
イラメントを備え、そのフイラメントに電流を流
すとともに、当該フイラメントと上記グリツド間
に所定の電位差を付与することにより、上記フイ
ラメントから発生する熱電子を上記グリツド内方
へと引き寄せることによつて、蒸発粒子をイオン
化し、そのイオンを基板表面上に導いてその表面
上に薄膜を形成する装置において、上記グリツド
の上記蒸着源側の一部分に、蒸発粒子進行方向に
所定幅を有し、かつ、蒸発粒子進行領域の側方周
辺を囲う導電体を形成したことを特徴とする、薄
膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150688U JPH0523567Y2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150688U JPH0523567Y2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177265U JPH01177265U (ja) | 1989-12-18 |
| JPH0523567Y2 true JPH0523567Y2 (ja) | 1993-06-16 |
Family
ID=31296712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7150688U Expired - Lifetime JPH0523567Y2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523567Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP7150688U patent/JPH0523567Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01177265U (ja) | 1989-12-18 |
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