JPS6164875A - 合金薄膜形成方法 - Google Patents
合金薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPS6164875A JPS6164875A JP18538384A JP18538384A JPS6164875A JP S6164875 A JPS6164875 A JP S6164875A JP 18538384 A JP18538384 A JP 18538384A JP 18538384 A JP18538384 A JP 18538384A JP S6164875 A JPS6164875 A JP S6164875A
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- JP
- Japan
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- alloy
- shaped
- block
- thin film
- electron beam
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
-
- 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
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
- C23C26/02—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
電子ビーム又はレーザービームを用いて合金蒸発材料を
加熱、蒸発させ、所望組成の合金薄膜を形成する方法に
関する。
加熱、蒸発させ、所望組成の合金薄膜を形成する方法に
関する。
従来の技術
最近、ｃｏ −ｃｒ垂直磁気記録媒体のように、大面積
のプラスチックフィルム上に、高速に、長時間連続して
、合金薄膜を形成する要求が高まってきている。これら
は一般に合金組成を制御する必要がある場合が多く、こ
の場合には、今までスパッタ法が採用されている。
のプラスチックフィルム上に、高速に、長時間連続して
、合金薄膜を形成する要求が高まってきている。これら
は一般に合金組成を制御する必要がある場合が多く、こ
の場合には、今までスパッタ法が採用されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、スパッタ法では、マグネトロンスパッタ
等の高速スパッタ法を用いたとしても、高゛々１μｍ／
ｍｉｎ程度の析出速度しか得られず、さらに高速で成膜
するためには、蒸着法を用いる必要がある。しかし、一
般に金属の蒸気圧はそれぞれ異なるので、組成をある程
度制御しようとすると、それぞれの元素に対して、蒸発
源を準備し、その蒸発針を個々に制御して全体の合金組
成を制御することになる。このような手段では、次のよ
うな問題がある。
等の高速スパッタ法を用いたとしても、高゛々１μｍ／
ｍｉｎ程度の析出速度しか得られず、さらに高速で成膜
するためには、蒸着法を用いる必要がある。しかし、一
般に金属の蒸気圧はそれぞれ異なるので、組成をある程
度制御しようとすると、それぞれの元素に対して、蒸発
源を準備し、その蒸発針を個々に制御して全体の合金組
成を制御することになる。このような手段では、次のよ
うな問題がある。
（ｍｍ、３元合金や４元合金等では、実際上不可能であ
る。
る。
（２） 基板の場所によシ、それぞれの蒸発源までの
距離が異なるので、組成が異なってしまう。また連続蒸
着の場合のように基板が移動する場合ＶＣｆｉ、膜厚方
向に組成が変化している膜が形成されてしまう。
距離が異なるので、組成が異なってしまう。また連続蒸
着の場合のように基板が移動する場合ＶＣｆｉ、膜厚方
向に組成が変化している膜が形成されてしまう。
以上のような理由から、従来の蒸着法では、合金Ｎ膜を
組成制御良く高速で作成することは、極めて困難であっ
た。
組成制御良く高速で作成することは、極めて困難であっ
た。
また、ロッドフィールド型電子ビーム蒸着法等も知られ
ており、このロッドフィールド方式をＣｏ −ｃｒ金合
金蒸発源した例を説明すると、ＣＯとＣｒは、蒸気圧が
異なり、一般に原着する際の温度である１８００’Ｃ〜
２０００’Ｃ程度では、Ｃｒが約１桁蒸気圧が高い。し
たがって、例えば垂直磁気記録体として用いられるＣｏ
−２０％Ｃｒ合金の膜を得ようとして、同じ組成の合
金を作成し蒸発させると、蒸着初期では、４０％Ｃｒ以
上のｃｒ組成の高い膜が析出する。そのまま長時間蒸着
をつづけると、溶解しているプール内のＣｒ濃度が低下
してゆき、それにともない析出膜中のＣｒ組成も低下す
る。しかし、ロッド状合金蒸発材料の表面の一部分のみ
が溶解している場合には、浴融プール内のＣｒ組成は、
比較的短時間の間に、Ｃｒ組成の少ないある一定値に達
し、その後は、蒸発したＣｏとＣｒの量と浴融プールに
溶解するＣｏとＣｒの量がつり合う平衡状態が実現する
。したがってこの平衡状態に達した後は、ロッド状合金
／蒸発材料の組成と同じ組成の合金膜を蒸着できるよう
になる。
ており、このロッドフィールド方式をＣｏ −ｃｒ金合
金蒸発源した例を説明すると、ＣＯとＣｒは、蒸気圧が
異なり、一般に原着する際の温度である１８００’Ｃ〜
２０００’Ｃ程度では、Ｃｒが約１桁蒸気圧が高い。し
たがって、例えば垂直磁気記録体として用いられるＣｏ
−２０％Ｃｒ合金の膜を得ようとして、同じ組成の合
金を作成し蒸発させると、蒸着初期では、４０％Ｃｒ以
上のｃｒ組成の高い膜が析出する。そのまま長時間蒸着
をつづけると、溶解しているプール内のＣｒ濃度が低下
してゆき、それにともない析出膜中のＣｒ組成も低下す
る。しかし、ロッド状合金蒸発材料の表面の一部分のみ
が溶解している場合には、浴融プール内のＣｒ組成は、
比較的短時間の間に、Ｃｒ組成の少ないある一定値に達
し、その後は、蒸発したＣｏとＣｒの量と浴融プールに
溶解するＣｏとＣｒの量がつり合う平衡状態が実現する
。したがってこの平衡状態に達した後は、ロッド状合金
／蒸発材料の組成と同じ組成の合金膜を蒸着できるよう
になる。
問題点を解決するための手段
本発明は前述の如き諸欠点を改善した合金薄膜形成方法
に係り、本発明の構成は前記特許ｇＩｇ求の範囲各項に
明記したとおりであり、本発明方法では前記のロッドフ
ィールド型電子ビーム蒸着法よりさらに合金組成の制御
性の良い合金薄膜形成方法を提案するものである。すな
わち、上記の原理にもとづいて、さらに組成制御性を改
善するためには、溶融プールをできる限り小さくするこ
との知見に基づくものであって、極限まで小さくした場
合がスパッタリングと考えられる・スパッタリングにお
いても、元素のスフツタ率の差から、ターゲット表面で
は、内部の合金組成とは異なった状態で平衡に達してお
）、前述の浴融プールの場合と同様のことが起っている
。
に係り、本発明の構成は前記特許ｇＩｇ求の範囲各項に
明記したとおりであり、本発明方法では前記のロッドフ
ィールド型電子ビーム蒸着法よりさらに合金組成の制御
性の良い合金薄膜形成方法を提案するものである。すな
わち、上記の原理にもとづいて、さらに組成制御性を改
善するためには、溶融プールをできる限り小さくするこ
との知見に基づくものであって、極限まで小さくした場
合がスパッタリングと考えられる・スパッタリングにお
いても、元素のスフツタ率の差から、ターゲット表面で
は、内部の合金組成とは異なった状態で平衡に達してお
）、前述の浴融プールの場合と同様のことが起っている
。
本発明方法は、以上の考察から開発されたもので、次の
ような構成をもった蒸発源を用いるものである二 １）所望組成の平板ブロック状合金蒸発材料を用いる。
ような構成をもった蒸発源を用いるものである二 １）所望組成の平板ブロック状合金蒸発材料を用いる。
２）裏面を冷却する。
３〕 表面をよく制御した電子ビームを掃引させて、線
状に、局部的に加熱する。
状に、局部的に加熱する。
４）上記ブロック状合金蒸発源を、電子ビーム掃引方向
と直角方向に移動する。
と直角方向に移動する。
本発明方法の実施例を添付図面に基いて詳述する。
実施例 １
帯状浴融プール６（巾１５ｍｍ）を用いる本発明方法を
第１図により説明する。図において、１ｉ−ｔＣｏ−２
０％Ｃｒ合金からなるブロック状合金蒸発材料（１００
ｘ １００ ｘ ２０躍Ｉ）であり、銅製バッキングプ
レート２を介して水冷タンク３を具えておシ、これら組
立体を矢印方向に移動させる（速度：５ｃ≠ 銃であシ、投入電力１５ＫＷであり、収束レンズ、偏向
コイル等を図示の如く内蔵している。１ｏは電子ビーム
であ夛、ビーム径４ ｔｓｍφで、５０Ｈｚで掃引し、
その掃引巾Ｉ／ｉ１０譚とした。
第１図により説明する。図において、１ｉ−ｔＣｏ−２
０％Ｃｒ合金からなるブロック状合金蒸発材料（１００
ｘ １００ ｘ ２０躍Ｉ）であり、銅製バッキングプ
レート２を介して水冷タンク３を具えておシ、これら組
立体を矢印方向に移動させる（速度：５ｃ≠ 銃であシ、投入電力１５ＫＷであり、収束レンズ、偏向
コイル等を図示の如く内蔵している。１ｏは電子ビーム
であ夛、ビーム径４ ｔｓｍφで、５０Ｈｚで掃引し、
その掃引巾Ｉ／ｉ１０譚とした。
上記の諸条件で、実際の蒸着時と同じ条件で予備蒸発を
、１〜５回ブロック状合金蒸発材料を矢印方向く左右に
移動させて行なうと、表面の組成は、Ｃｒ含有量が減少
した状態になり、蒸気圧の差から所望の合金組成が蒸発
する平衡状態釦達し、形成された薄膜は蒸発材料と同一
の合金組成であった。
、１〜５回ブロック状合金蒸発材料を矢印方向く左右に
移動させて行なうと、表面の組成は、Ｃｒ含有量が減少
した状態になり、蒸気圧の差から所望の合金組成が蒸発
する平衡状態釦達し、形成された薄膜は蒸発材料と同一
の合金組成であった。
第１図には、予備蒸発の初期の様子を示したもので、第
１図でＡ領域は、母合金にくらべてｃｒ含有量が減少し
た状態となっている。尚、この予備蒸発をどの位行なう
必要があるかは、できている溶融プールをどの程度小さ
くできるかに依存する・したがって、電子ビームの集束
性、出力、ブロック状合金蒸発材料の冷却性、熱容量、
熱伝導性、左右移動速度、等に依存する。しかし蒸発速
度は、溶融プールが大きい程大きくとれるので、結局こ
のかね合いで決ることになる＠ 実施例２ スポット状溶融プール６（１ｏ＊ｍφ）を用いる本発明
方法を第２図によシ説明する・図において以下に特記す
る以外は第１図の場合と同様であるが、本例ではビーム
を掃引することなく、蒸発材料を前後移動機構４′、左
右移動機構４″で移動させスポット状溶融プール６を形
成し蒸発を行なった。
１図でＡ領域は、母合金にくらべてｃｒ含有量が減少し
た状態となっている。尚、この予備蒸発をどの位行なう
必要があるかは、できている溶融プールをどの程度小さ
くできるかに依存する・したがって、電子ビームの集束
性、出力、ブロック状合金蒸発材料の冷却性、熱容量、
熱伝導性、左右移動速度、等に依存する。しかし蒸発速
度は、溶融プールが大きい程大きくとれるので、結局こ
のかね合いで決ることになる＠ 実施例２ スポット状溶融プール６（１ｏ＊ｍφ）を用いる本発明
方法を第２図によシ説明する・図において以下に特記す
る以外は第１図の場合と同様であるが、本例ではビーム
を掃引することなく、蒸発材料を前後移動機構４′、左
右移動機構４″で移動させスポット状溶融プール６を形
成し蒸発を行なった。
電子ビーム出力ａ１０ＫＷで、ビーム径は４ ＩＩＩφ
である。ブロック状合金蒸発材料の移動速度は、左右に
２０ｃｒｎ／分で移動させながら、前後に１α／分移動
させた。この時溶融プールは１Ｑｉｌｌφであった。こ
の条件で、まず５回表面全体を溶融蒸発させ、ブロック
表面の組成を平衡状態とした。その後同じ条件で成膜し
たところ、蒸発材料組成と同じ組成の膜を蒸着すること
ができた〇発明の効果 電子ビームをスイープさせることによシ、平均的な蒸発
材料の消耗を計ることができ、安定した蒸発を行なうこ
とが可能となる。スイープを行なわないと、一部分のみ
消耗し、凹状態がはげしくなって、一定した溶融プール
をつくることが困難である。なお、本方法は、局部的に
加熱することがポイントになっているので、電子ビーム
をできるだけ集束させると高い蒸発速度を得ることがで
きる。
である。ブロック状合金蒸発材料の移動速度は、左右に
２０ｃｒｎ／分で移動させながら、前後に１α／分移動
させた。この時溶融プールは１Ｑｉｌｌφであった。こ
の条件で、まず５回表面全体を溶融蒸発させ、ブロック
表面の組成を平衡状態とした。その後同じ条件で成膜し
たところ、蒸発材料組成と同じ組成の膜を蒸着すること
ができた〇発明の効果 電子ビームをスイープさせることによシ、平均的な蒸発
材料の消耗を計ることができ、安定した蒸発を行なうこ
とが可能となる。スイープを行なわないと、一部分のみ
消耗し、凹状態がはげしくなって、一定した溶融プール
をつくることが困難である。なお、本方法は、局部的に
加熱することがポイントになっているので、電子ビーム
をできるだけ集束させると高い蒸発速度を得ることがで
きる。
第１図は本発明方法を帯状溶融プールを用いて実施した
一例を示す斜視図、第２図は同じくスポット状浴融プー
ルを用いて実施した一例を示す斜視図であシ、図中： １はブロック状合金蒸発材料、 ２はバッキングプレー
ト、 ３Ｉｆｉ水冷タンク、４．４’及び４”は移動
機構、 ５は電子ビーム銃、 ６は溶融プール、 １
０は電子ビームを夫々示す。
一例を示す斜視図、第２図は同じくスポット状浴融プー
ルを用いて実施した一例を示す斜視図であシ、図中： １はブロック状合金蒸発材料、 ２はバッキングプレー
ト、 ３Ｉｆｉ水冷タンク、４．４’及び４”は移動
機構、 ５は電子ビーム銃、 ６は溶融プール、 １
０は電子ビームを夫々示す。
Claims (4)
- （１）電子ビーム若しくはレーザービームを用いて合金
蒸発材料を加熱、蒸発せしめ、合金薄膜を形成する方法
において、合金蒸発材料をブロック状とし、該ブロック
状合金蒸発材料を水平方向に移動させ、該蒸発材料の表
面近傍に溶融プールを形成し、合金材料を蒸発させるこ
とを特徴とする合金薄膜形成方法。 - （２）前記溶融プールの幅が１〜３０ｍｍ、深さが１〜
２０ｍｍである特許請求の範囲第１項記載の合金薄膜形
成方法。 - （３）前記溶融プールがスポット状又は帯状である特許
請求の範囲第１項記載の合金薄膜形成方法。 - （４）ブロック状合金蒸発材料の裏面を冷却する特許請
求の範囲第１項記載の合金薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18538384A JPS6164875A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 合金薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18538384A JPS6164875A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 合金薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164875A true JPS6164875A (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=16169844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18538384A Pending JPS6164875A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 合金薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208455A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ真空蒸着装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104888A (ja) * | 1973-02-09 | 1974-10-03 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP18538384A patent/JPS6164875A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104888A (ja) * | 1973-02-09 | 1974-10-03 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208455A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ真空蒸着装置 |
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