JPS58100670A - 化学蒸着法 - Google Patents
化学蒸着法Info
- Publication number
- JPS58100670A JPS58100670A JP19761581A JP19761581A JPS58100670A JP S58100670 A JPS58100670 A JP S58100670A JP 19761581 A JP19761581 A JP 19761581A JP 19761581 A JP19761581 A JP 19761581A JP S58100670 A JPS58100670 A JP S58100670A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- vapor deposition
- chemical vapor
- furnace
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
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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】
本発明はタングステン、モリブデン等の難溶融性金属被
膜を化学蒸着によって生成する化学蒸着法に関する。
膜を化学蒸着によって生成する化学蒸着法に関する。
一般に、化学蒸着とは、基体上に析出、被覆すべき元素
を含む揮発性化合物の蒸気あるいはガスを加熱した基体
上あるいは基体付近で熱分解するか、又は、他の蒸気あ
るいはガスとの間で化学反応させることによって、基体
上に不揮発性の反応生成物を気相から析出、被覆させる
方失である。
を含む揮発性化合物の蒸気あるいはガスを加熱した基体
上あるいは基体付近で熱分解するか、又は、他の蒸気あ
るいはガスとの間で化学反応させることによって、基体
上に不揮発性の反応生成物を気相から析出、被覆させる
方失である。
従来、上述した化学蒸着によシ、タングステン。
モリブデン等の難溶融性金属膜を基体上に形成す、る場
合、難溶融性金属のハロダン化合物、特に。
合、難溶融性金属のハロダン化合物、特に。
フッ化物又は塩化物を出発原料、即ち、蒸発源として使
用するのが普通である。
用するのが普通である。
しかしながら、難溶融性金属のハロゲン化合物は通常、
入手し難く、且つ、高価である。したがって、ハロゲン
化合物を出発原料として金属膜を生成する化学蒸着は経
済性の面で不利である。
入手し難く、且つ、高価である。したがって、ハロゲン
化合物を出発原料として金属膜を生成する化学蒸着は経
済性の面で不利である。
一方、タングステン、モリブデンは酸化され易いから、
これらタングステン、モリブデンの酸化物を化学蒸着の
出発原料として使用することができれば、経済性及び省
資源の面で極めて有効であると考えられる。
これらタングステン、モリブデンの酸化物を化学蒸着の
出発原料として使用することができれば、経済性及び省
資源の面で極めて有効であると考えられる。
本発明の目的は酸化され易い難溶融性金属の酸化物を用
いて、被膜を形成する化学蒸着法を提供１することであ
る。
いて、被膜を形成する化学蒸着法を提供１することであ
る。
本発明の他の目的は反応の際、減圧する必要がなく、シ
たがって、大気圧のもとでも蒸着を行なうことができる
化学蒸着法を提供することである。
たがって、大気圧のもとでも蒸着を行なうことができる
化学蒸着法を提供することである。
本発明のよシ他の目的は蔗数枚の被膜をも形成すること
ができる化学蒸着法を提供することである。
ができる化学蒸着法を提供することである。
本発明によれば、少なくとも一種類の難溶融性金属の酸
化物を含む材料を炭素質の存在下で、塩素化し、塩素化
の際に、前記材料から得られた生成塩化物と前記炭素質
から得られた副生ガスとを還元ガスと共に基体上に導き
、基体上で還元反応を行な、Ｑことによシ、難溶融性金
属又はその合金からなる被膜を基体上に形成する化学蒸
着法が得られる。
化物を含む材料を炭素質の存在下で、塩素化し、塩素化
の際に、前記材料から得られた生成塩化物と前記炭素質
から得られた副生ガスとを還元ガスと共に基体上に導き
、基体上で還元反応を行な、Ｑことによシ、難溶融性金
属又はその合金からなる被膜を基体上に形成する化学蒸
着法が得られる。
以下９図面を参照して説明する。
図を参照すると１本発明の一実施例に使用される化学蒸
着装置は石英管１の内部に延在するように、取シ付けら
れた塩素化炉部２と、塩素化炉部２の右側に位置付けら
れた反応炉３とを備えている。塩素化炉部２内には、ア
ルミナボートが設けられておシ、このアルミナポート内
には、出発原料４が収納されている。この実施例では、
８発原料４として、三酸化モリブデンにモル比で０．４
〜４倍量の活性炭を均質混合した後、圧粉成形して焼結
したペレットを用いている。反応炉３内には。
着装置は石英管１の内部に延在するように、取シ付けら
れた塩素化炉部２と、塩素化炉部２の右側に位置付けら
れた反応炉３とを備えている。塩素化炉部２内には、ア
ルミナボートが設けられておシ、このアルミナポート内
には、出発原料４が収納されている。この実施例では、
８発原料４として、三酸化モリブデンにモル比で０．４
〜４倍量の活性炭を均質混合した後、圧粉成形して焼結
したペレットを用いている。反応炉３内には。
被覆されるべき基体５がグラファイト製の支持台６上に
設置されている。
設置されている。
これら塩素化炉部２及び反応炉３には、不活性ガスとし
てアルゴンが導入ロアを介して導入される。不活性ガス
が両炉内に十分充満した状態で。
てアルゴンが導入ロアを介して導入される。不活性ガス
が両炉内に十分充満した状態で。
鴫−ター８及び９が駆動され、塩素化温度及び基板温度
が８００℃に保持される。
が８００℃に保持される。
次に、塩素ガスが導入口１０を介して十分な流量（例え
ばｓ ３０ ” ／ ｍ １ｎ ）で塩素化炉部２内に
導入される。この塩素ガスにより、啄レット４は炉部２
内で塩素化され、モリブデン塩化物（Ｍｏ ＣＬ ｓ
）が生成される。この時、ベレット４内の炭素質は塩素
に対して反応せず、 ＣＯ又はＣＯ２の形で、副生ガス
として噴出口１１から塩化物ガスと共に送り出される。
ばｓ ３０ ” ／ ｍ １ｎ ）で塩素化炉部２内に
導入される。この塩素ガスにより、啄レット４は炉部２
内で塩素化され、モリブデン塩化物（Ｍｏ ＣＬ ｓ
）が生成される。この時、ベレット４内の炭素質は塩素
に対して反応せず、 ＣＯ又はＣＯ２の形で、副生ガス
として噴出口１１から塩化物ガスと共に送り出される。
噴出口１１の基体５側には、水素ガス導入口１２が設け
られておシ、この導入口１２を介して、水素ガスが低流
量（ｉｏ〜５０ｃｃ／ｒｒｌｉｎ）で供給されている。
られておシ、この導入口１２を介して、水素ガスが低流
量（ｉｏ〜５０ｃｃ／ｒｒｌｉｎ）で供給されている。
噴出口１１からの塩化物ガス及び副生ガスは水素ガスと
共に反応炉３内の基体５上に混合がスとして導かれてい
る。この結果、基体５上で還元反応が行なわれ、モリブ
デンの金属膜が得られた。このようにして得られたモリ
ブデン金属膜は純粋で且つ微細な結晶構造を備えている
ことが確認された。
共に反応炉３内の基体５上に混合がスとして導かれてい
る。この結果、基体５上で還元反応が行なわれ、モリブ
デンの金属膜が得られた。このようにして得られたモリ
ブデン金属膜は純粋で且つ微細な結晶構造を備えている
ことが確認された。
本発明者等の実験によれば、塩素化温度が６００℃以下
のときには、黒色化モリブデン被覆しか得られなかった
。また、炭素質としての活性炭を全く含まない三酸化モ
リブデンを塩素化した後、生成したガスを水素ガス及び
アルゴンと共に、９００℃に加熱した基体５上に導いた
場合にも、黒色化モリブデン被覆しか得られなかった。
のときには、黒色化モリブデン被覆しか得られなかった
。また、炭素質としての活性炭を全く含まない三酸化モ
リブデンを塩素化した後、生成したガスを水素ガス及び
アルゴンと共に、９００℃に加熱した基体５上に導いた
場合にも、黒色化モリブデン被覆しか得られなかった。
このように。
黒色化モリブデン被覆が生成される理由は塩素化温度が
低いか、あるいは、炭素質が存在しない場合、モリブデ
ンの塩素化が十分でなく、低級モリブデン塩化物又はガ
ス状オキシ塩化物等が生成し。
低いか、あるいは、炭素質が存在しない場合、モリブデ
ンの塩素化が十分でなく、低級モリブデン塩化物又はガ
ス状オキシ塩化物等が生成し。
これらが還元反応の際に若干の酸素を取り込み。
共析被覆となってあられれるた゛めと考えられる。
三酸化タングステンの場合にも、三酸化モリブデンの場
合と同様な現象が観察できた。いずれにしても、炭素質
を酸化物に含ませることにより。
合と同様な現象が観察できた。いずれにしても、炭素質
を酸化物に含ませることにより。
酸化物に含まれる酸素を有効に取シ除くことができ、均
一で微細な結晶構造の被膜が得られた。
一で微細な結晶構造の被膜が得られた。
上述した被膜の均−化及び微細化は以下のように説明で
きる。
きる。
化学蒸着で均一な膜厚９組織、及び組成をもつ被膜が得
られないのは、主として、基体付近の境界拡散層の厚さ
、及び気相中の原料ガス濃度が不均一となるためである
と云はれる。このことを考慮すると、粗大結晶の発生を
抑制し、微細結晶のみを継続的に発生させるためには、
新しい核を発生させればよい。このため、従来２周期的
且つ機械的に研摩したシ、流動層を使って粒子によって
基体表面を叩かせることによシ、質量輸送律速の原因と
なる境界拡散層を破壊する方法が採用されている。
られないのは、主として、基体付近の境界拡散層の厚さ
、及び気相中の原料ガス濃度が不均一となるためである
と云はれる。このことを考慮すると、粗大結晶の発生を
抑制し、微細結晶のみを継続的に発生させるためには、
新しい核を発生させればよい。このため、従来２周期的
且つ機械的に研摩したシ、流動層を使って粒子によって
基体表面を叩かせることによシ、質量輸送律速の原因と
なる境界拡散層を破壊する方法が採用されている。
本発明では、出発原料と炭素質を含ませることによシ、
塩素化の際、副生ガスをも発生させている。これによっ
て、析出粒子の表面拡散が遅くなり、エネルギーの低い
点への拡散が不十分となって、核形成が頻繁に生じる。
塩素化の際、副生ガスをも発生させている。これによっ
て、析出粒子の表面拡散が遅くなり、エネルギーの低い
点への拡散が不十分となって、核形成が頻繁に生じる。
したがって、基体表面上での核成長速度が相対的に高く
なシ、被膜の微細化が達成できる。
なシ、被膜の微細化が達成できる。
図に示す化学蒸着装置では、塩素ガスの経路が不活性ガ
ス及び水素ガスの経路と分離されておシ。
ス及び水素ガスの経路と分離されておシ。
且つ、水素ガスの導入口１２は塩化物ガスの噴出口１１
と基体５の間に位置付けられている。この構成では、塩
素化を独立して行なえるため、塩素化を促進できると共
に、塩化物噴出口１１の近傍における急激な還元反応を
防止できる。また、噴出口１１と基体５間の距離を例え
ば５０ｍｍ程度に短くシ、噴出口１１の大きさを２５關
程度にしているため、大気圧の下でも有効に膜生成を行
なうことができた。したがって、この装置は複雑な圧力
制御等を必要としないという利点がある。
と基体５の間に位置付けられている。この構成では、塩
素化を独立して行なえるため、塩素化を促進できると共
に、塩化物噴出口１１の近傍における急激な還元反応を
防止できる。また、噴出口１１と基体５間の距離を例え
ば５０ｍｍ程度に短くシ、噴出口１１の大きさを２５關
程度にしているため、大気圧の下でも有効に膜生成を行
なうことができた。したがって、この装置は複雑な圧力
制御等を必要としないという利点がある。
以上述べた通シ９本発明では、出発原料とじて安価な酸
化物を利用しているので、経済釣力化学蒸着法が得られ
る。
化物を利用しているので、経済釣力化学蒸着法が得られ
る。
上に述べた実施例では、単一の難溶融性金属膜を生成す
る場合について説明したが、複数の難溶融性金属の酸化
物を含む出発原料を用いて５合金膜を形成することも可
能である。更に、出発原料を取シ換え、膜生成を繰シ返
すことによシ、多層膜を生成することもできる。
る場合について説明したが、複数の難溶融性金属の酸化
物を含む出発原料を用いて５合金膜を形成することも可
能である。更に、出発原料を取シ換え、膜生成を繰シ返
すことによシ、多層膜を生成することもできる。
図は本発明の一実施例に使用される化学蒸着装置を示す
断面図である。 記号の説明 に石英管、２：塩素化炉部、３：反応炉、４：出発原料
、５：基体、６：支持台、７：キヤリアガス導入口、８
，９：ヒーター、１０：塩素ガス導入口、１１：塩化物
ガス噴出口、１２：水素ガス導入口。
断面図である。 記号の説明 に石英管、２：塩素化炉部、３：反応炉、４：出発原料
、５：基体、６：支持台、７：キヤリアガス導入口、８
，９：ヒーター、１０：塩素ガス導入口、１１：塩化物
ガス噴出口、１２：水素ガス導入口。
Claims (1)
- １、 少なくとも一種類の難溶融性金属の酸化物を含む
材料を炭素質の存在の下で塩素化し、塩素化の結果得ら
れた生成塩化物を前記炭素質から前記塩素化の際に生じ
る副生ガスと共に、前記塩素化と同じ反応系内に配置さ
れた基体上に導き、前記基体上で還元反応を行なうこと
によシ、前記難溶融性金属又はその合金からなる被膜を
形成することを特徴とする化学蒸着法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19761581A JPS58100670A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 化学蒸着法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19761581A JPS58100670A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 化学蒸着法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100670A true JPS58100670A (ja) | 1983-06-15 |
| JPH0115592B2 JPH0115592B2 (ja) | 1989-03-17 |
Family
ID=16377413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19761581A Granted JPS58100670A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 化学蒸着法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100670A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006089811A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Hokkaido Univ | 気相結晶作成装置 |
| CN104726936A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-24 | 扬州大学 | 化学气相沉积制备正交相MoO3单晶纳米片方法 |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP19761581A patent/JPS58100670A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006089811A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Hokkaido Univ | 気相結晶作成装置 |
| CN104726936A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-24 | 扬州大学 | 化学气相沉积制备正交相MoO3单晶纳米片方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0115592B2 (ja) | 1989-03-17 |
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