JPH083748A - 蒸着用坩堝およびその製造方法 - Google Patents
蒸着用坩堝およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH083748A JPH083748A JP13218894A JP13218894A JPH083748A JP H083748 A JPH083748 A JP H083748A JP 13218894 A JP13218894 A JP 13218894A JP 13218894 A JP13218894 A JP 13218894A JP H083748 A JPH083748 A JP H083748A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- vapor deposition
- heater
- basket
- aln
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バスケットヒーターから坩堝への熱伝導効率
を高め、到達温度を上昇させる。 【構成】 坩堝(11)の外壁部に加熱用のバスケットヒー
ター(2) のコイル形状に合わせたスパイラル状の溝(4)
を形成し、コイルの中へ坩堝をネジ込める構造とした。
さらに、前記形状のグラファイトを型として、AlN,BNな
どの熱伝導率の高い窒化物製坩堝を、ＣＶＤ法で作製し
た。 【効果】 従来と比較し、より高融点の物質の蒸着が可
能となる。また、蒸発量の制御も容易となる。さらに、
熱衝撃に強くなり坩堝を破損しにくい。
を高め、到達温度を上昇させる。 【構成】 坩堝(11)の外壁部に加熱用のバスケットヒー
ター(2) のコイル形状に合わせたスパイラル状の溝(4)
を形成し、コイルの中へ坩堝をネジ込める構造とした。
さらに、前記形状のグラファイトを型として、AlN,BNな
どの熱伝導率の高い窒化物製坩堝を、ＣＶＤ法で作製し
た。 【効果】 従来と比較し、より高融点の物質の蒸着が可
能となる。また、蒸発量の制御も容易となる。さらに、
熱衝撃に強くなり坩堝を破損しにくい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物質を溶融，蒸発，昇
華させる蒸着用坩堝の構造およびその製造方法に係わ
る。
華させる蒸着用坩堝の構造およびその製造方法に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、抵抗加熱で物質を溶融あるいは蒸
発させる場合には、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏなどの高融点金属で
形成されたボートに物質を充填し、ジュール熱により加
熱を行っていた。しかし、Ａｌ，ＴｉやＰｄなどの活性
な金属とは反応を生じてしまうという問題があった。そ
のような理由から、図３に示すようなバスケットヒータ
の中へ、前記の金属と反応しにくい酸化物系セラミック
ス製の坩堝を挿入し、加熱を行ったり、図４に示したよ
うなアルミナコートバスケットを用いて加熱していた。
発させる場合には、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏなどの高融点金属で
形成されたボートに物質を充填し、ジュール熱により加
熱を行っていた。しかし、Ａｌ，ＴｉやＰｄなどの活性
な金属とは反応を生じてしまうという問題があった。そ
のような理由から、図３に示すようなバスケットヒータ
の中へ、前記の金属と反応しにくい酸化物系セラミック
ス製の坩堝を挿入し、加熱を行ったり、図４に示したよ
うなアルミナコートバスケットを用いて加熱していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バスケット
ヒータに坩堝を挿入する方式では、ヒータと坩堝の接触
が少ないため熱効率が低いという課題を有していた。ま
た、接触状態によって同じ加熱条件でも蒸着量にかなり
バラツキが出るという課題もあった。さらに、通常使用
されるアルミナは熱伝導率が悪く熱応答性に劣るため、
熱衝撃による坩堝の割れや欠けが発生する等の課題もあ
った。
ヒータに坩堝を挿入する方式では、ヒータと坩堝の接触
が少ないため熱効率が低いという課題を有していた。ま
た、接触状態によって同じ加熱条件でも蒸着量にかなり
バラツキが出るという課題もあった。さらに、通常使用
されるアルミナは熱伝導率が悪く熱応答性に劣るため、
熱衝撃による坩堝の割れや欠けが発生する等の課題もあ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明では、坩堝の外壁部にバスケットヒータの
巻き線ピッチに合わせたスパイラル状の溝を形成し、坩
堝をバスケットヒータにねじ込められる構造とした。坩
堝の材質としては、安価で耐熱性に優れ加工しやすいグ
ラファイト、さらに、液体金属に腐食されにくく熱伝導
性に優れるアルミニウムナイトライド（以下ＡｌＮと略
記する）およびボロンナイトライド（以下ＢＮと略記す
る）を使用した。
めに、本発明では、坩堝の外壁部にバスケットヒータの
巻き線ピッチに合わせたスパイラル状の溝を形成し、坩
堝をバスケットヒータにねじ込められる構造とした。坩
堝の材質としては、安価で耐熱性に優れ加工しやすいグ
ラファイト、さらに、液体金属に腐食されにくく熱伝導
性に優れるアルミニウムナイトライド（以下ＡｌＮと略
記する）およびボロンナイトライド（以下ＢＮと略記す
る）を使用した。
【０００５】
【作用】本発明では、坩堝の外壁部に加熱用のバスケッ
トヒータのコイル形状に合わせたピッチ，テーパのスパ
イラル状の溝を形成し、コイルの中へ坩堝をねじ込めら
れる構造とした。従って、従来例の図３と比較してコイ
ルとヒータの接触部分が増え、熱効率が高まるために、
従来では溶融出来なかった高融点物質についても使用が
可能となる。
トヒータのコイル形状に合わせたピッチ，テーパのスパ
イラル状の溝を形成し、コイルの中へ坩堝をねじ込めら
れる構造とした。従って、従来例の図３と比較してコイ
ルとヒータの接触部分が増え、熱効率が高まるために、
従来では溶融出来なかった高融点物質についても使用が
可能となる。
【０００６】さらに、ＡｌＮ，ＢＮなどの窒化物セラミ
ックスは、アルミナと比較して熱伝導性に優れ、熱衝撃
にも強い。そこで、グラファイトを加工して坩堝の型を
作製し、その表面に化学気相析出法（以下、ＣＶＤ法と
略記する）で厚膜を形成することで、鍛造・切削加工が
困難なセラミックス材料でも前記形状の坩堝を容易に形
成することができる。
ックスは、アルミナと比較して熱伝導性に優れ、熱衝撃
にも強い。そこで、グラファイトを加工して坩堝の型を
作製し、その表面に化学気相析出法（以下、ＣＶＤ法と
略記する）で厚膜を形成することで、鍛造・切削加工が
困難なセラミックス材料でも前記形状の坩堝を容易に形
成することができる。
【０００７】
（実施例１）本発明のグラファイト製坩堝の実施例を図
２に基づき説明する。まず、（ａ）図に示すグラファイ
トの丸棒５を（ｂ）図のような円錐台状に切削してか
ら、図１のバスケットヒータ２のコイル形状に合わせた
円弧状断面をしたスパイラル状の溝４を形成する。さら
に、内部のグラファイトを削り出すと（ｄ）図に示す構
造となる。作図の都合上、図２ではスパイラル状の溝は
４ターン分しか示していないが、実際には図１と同様に
７ターン分の溝を形成した。
２に基づき説明する。まず、（ａ）図に示すグラファイ
トの丸棒５を（ｂ）図のような円錐台状に切削してか
ら、図１のバスケットヒータ２のコイル形状に合わせた
円弧状断面をしたスパイラル状の溝４を形成する。さら
に、内部のグラファイトを削り出すと（ｄ）図に示す構
造となる。作図の都合上、図２ではスパイラル状の溝は
４ターン分しか示していないが、実際には図１と同様に
７ターン分の溝を形成した。
【０００８】図２（ｄ）のグラファイト坩堝を、φ１mm
×７ターンのＷ線で作られた中心部の直径が約３０mm
の、バスケットヒータ２にねじ込み、一般的な蒸着装置
において、表１にまとめた各種金属の溶融を実施した。
なお、２ｋｗの電力で５分間の加熱を行い溶融した金属
に○印を、溶解しなかった金属に×印を付けた。
×７ターンのＷ線で作られた中心部の直径が約３０mm
の、バスケットヒータ２にねじ込み、一般的な蒸着装置
において、表１にまとめた各種金属の溶融を実施した。
なお、２ｋｗの電力で５分間の加熱を行い溶融した金属
に○印を、溶解しなかった金属に×印を付けた。
【０００９】前記の条件で、融点１５５０゜ＣのＰｄが
溶融できることを確認した。また、Ｗボートと異なり、
坩堝との反応もなく蒸着が可能であった。 （実施例２）本発明のＡｌＮ製坩堝の実施例を説明す
る。図２（ｄ）の坩堝を作製後、Ｈ2，ＮＨ3 ，ＡｌＣ
ｌ3 ガスを原料とした熱ＣＶＤ法により、厚さ約１．５
ｍｍのＡｌＮ蒸着被膜（６）をグラファイト製坩堝表面
に形成した。次に、大気雰囲気，減圧下（約０．１ａｔ
ｍ）で（ｅ）図に示す、坩堝を約８００゜Ｃに加熱し
て、グラファイト製坩堝（型として使用）をゆっくり酸
化除去すると（ｆ）図のようなＡｌＮ製坩堝が完成す
る。但し、実施例１より若干サイズが大きくなる。
溶融できることを確認した。また、Ｗボートと異なり、
坩堝との反応もなく蒸着が可能であった。 （実施例２）本発明のＡｌＮ製坩堝の実施例を説明す
る。図２（ｄ）の坩堝を作製後、Ｈ2，ＮＨ3 ，ＡｌＣ
ｌ3 ガスを原料とした熱ＣＶＤ法により、厚さ約１．５
ｍｍのＡｌＮ蒸着被膜（６）をグラファイト製坩堝表面
に形成した。次に、大気雰囲気，減圧下（約０．１ａｔ
ｍ）で（ｅ）図に示す、坩堝を約８００゜Ｃに加熱し
て、グラファイト製坩堝（型として使用）をゆっくり酸
化除去すると（ｆ）図のようなＡｌＮ製坩堝が完成す
る。但し、実施例１より若干サイズが大きくなる。
【００１０】実施例１と同様に、ＡｌＮ製坩堝をバスケ
ットヒータにねじ込み、各種金属の溶融を行った。結果
を表１にまとめた。
ットヒータにねじ込み、各種金属の溶融を行った。結果
を表１にまとめた。
【００１１】
【表１】
【００１２】ＡｌＮ製坩堝では、融点１７６９゜ＣのＰ
ｔまで溶融できることが確認された。また、Ａｌ，Ｎｉ
との反応も確認されなかった。 （実施例３）本発明のＢＮ製坩堝の実施例を説明する。
図２（ｄ）の坩堝を作製後、Ｈ2 ，ＮＨ3 ，Ｂ2 Ｈ6 ガ
スを原料としたマイクロ波プラズマＣＶＤ法により、厚
さ約１．５ｍｍのＢＮ蒸着被膜６を形成した。実施例２
と同様にグラファイトを除去後、各種金属の溶融を行っ
た。結果は表１にまとめた。
ｔまで溶融できることが確認された。また、Ａｌ，Ｎｉ
との反応も確認されなかった。 （実施例３）本発明のＢＮ製坩堝の実施例を説明する。
図２（ｄ）の坩堝を作製後、Ｈ2 ，ＮＨ3 ，Ｂ2 Ｈ6 ガ
スを原料としたマイクロ波プラズマＣＶＤ法により、厚
さ約１．５ｍｍのＢＮ蒸着被膜６を形成した。実施例２
と同様にグラファイトを除去後、各種金属の溶融を行っ
た。結果は表１にまとめた。
【００１３】ＢＮ製坩堝でも、Ｐｔまで溶融可能である
ことを確認した。従来例と比較するために、図３に示し
たような、市販のアルミナ製坩堝３１（実施例とほぼ等
しい大きさ）を使用し、同じバスケットヒータ，加熱条
件のもとで各種金属の溶融を試みた。結果は表１にまと
めたとおりである。この場合には、融点１２４４゜Ｃの
Ｍｎまで溶融可能であった。
ことを確認した。従来例と比較するために、図３に示し
たような、市販のアルミナ製坩堝３１（実施例とほぼ等
しい大きさ）を使用し、同じバスケットヒータ，加熱条
件のもとで各種金属の溶融を試みた。結果は表１にまと
めたとおりである。この場合には、融点１２４４゜Ｃの
Ｍｎまで溶融可能であった。
【００１４】また、図４に示したようなアルミナコート
バスケットヒータでは、使用温度の限界が約１０００゜
Ｃ程度であるため、適用できる材料にかなり制限があ
る。
バスケットヒータでは、使用温度の限界が約１０００゜
Ｃ程度であるため、適用できる材料にかなり制限があ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、坩堝
にバスケットヒータの巻き線ピッチ・テーパと同様なス
パイラル状の溝を構成したことで、以下のような効果が
ある。 ヒータとの接触箇所が増えるため、従来より高融点物
質の溶融ができる。 ヒータと坩堝の接触状態が安定しており、蒸着量の制
御が容易である。 熱伝導性に優れたＡｌＮ，ＢＮ製坩堝を使用すること
で、さらに高融点物質の溶融が可能になる。 ＡｌＮ，ＢＮ製坩堝は熱衝撃に強く、急激な温度変化
に対しても破損の恐れがない。
にバスケットヒータの巻き線ピッチ・テーパと同様なス
パイラル状の溝を構成したことで、以下のような効果が
ある。 ヒータとの接触箇所が増えるため、従来より高融点物
質の溶融ができる。 ヒータと坩堝の接触状態が安定しており、蒸着量の制
御が容易である。 熱伝導性に優れたＡｌＮ，ＢＮ製坩堝を使用すること
で、さらに高融点物質の溶融が可能になる。 ＡｌＮ，ＢＮ製坩堝は熱衝撃に強く、急激な温度変化
に対しても破損の恐れがない。
【図１】本発明の実施例の概略図である。
【図２】本発明のＡｌＮ，ＢＮ製坩堝の製造工程の説明
図である。
図である。
【図３】従来例のバスケットヒータと酸化物セラミック
ス製坩堝の概略図である。
ス製坩堝の概略図である。
【図４】従来例のアルミナコートバスケットヒータの概
略図でる。
略図でる。
２ バスケットヒータ ３ アルミナコート ４ スパイラル状の溝 ５ グラファイトの丸棒 ６ 蒸着被膜 １１，２１，３１ 坩堝
Claims (3)
- 【請求項１】 物質を溶融，蒸発ないし昇華させる坩堝
において、該坩堝の外壁部に、ヒータとの接触を高める
ことを目的とした、スパイラル状の溝が形成されている
ことを特徴とする蒸着用坩堝。 - 【請求項２】 請求項１記載の坩堝が、グラファイト、
アルミニウムナイトライドおよびボロンナイトライドの
いずれかから構成されることを特徴とする蒸着用坩堝。 - 【請求項３】 請求項２記載のアルミニウムナイトライ
ドまたはボロンナイトライドから構成される坩堝が、所
望の形状に加工したグラファイト基体を型として、化学
気相析出法で形成されること特徴とする蒸着用坩堝の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13218894A JPH083748A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 蒸着用坩堝およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13218894A JPH083748A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 蒸着用坩堝およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083748A true JPH083748A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15075458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13218894A Pending JPH083748A (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 蒸着用坩堝およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083748A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102463297A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 换热盘管成型模、成型装置及成型方法 |
| CN104716228A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Cigs太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法 |
| WO2016062845A1 (de) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Solibro Research Ab | Verdampungstiegel |
| WO2023245909A1 (zh) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP13218894A patent/JPH083748A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102463297A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 换热盘管成型模、成型装置及成型方法 |
| CN104716228A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Cigs太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法 |
| CN104716228B (zh) * | 2013-12-16 | 2017-06-27 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Cigs太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法 |
| WO2016062845A1 (de) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Solibro Research Ab | Verdampungstiegel |
| CN107109627A (zh) * | 2014-10-23 | 2017-08-29 | 索里布罗研究公司 | 蒸发坩埚 |
| WO2023245909A1 (zh) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
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