JPS6212120A - 蒸発源加熱用フイラメント - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クラスタ・イオンビーム蒸着法において用
いられる蒸発源加熱用フィラメント、特にるつぼの温度
分布を均一化することに関するもである。

〔従来の技術〕

一般に、クラスタ・イオンビーム蒸着法による薄膜蒸着
方法は、真空槽内において、基板に蒸着すべき物質の蒸
気を噴出して該蒸気中の多数の原子が暖く結合したクラ
スタ（塊状原子集団）を生成し、該クラスタに原子のシ
ャワーを浴びせて、該クラスタをそのうちの１個の原子
がイオン化されたクラスタ・イオンにし、該クラスタ・
イオンを加速して基板に衝突せしめ、これにより基板に
ｉ膜を蒸着形成する方法である。

このような蒸着方法を実施する装置として、第２図、第
３図及び第４図に示すものがあった。第２図は従来の薄
膜蒸着装置を模式的に示す＋″概略構成図、第３図はそ
の一部を切り欠いて内部を示す斜視図、第４図はるつぼ
加熱部を示す概略構成図である。図において、１は所定
の真空度に保持された真空槽、２は該真空槽１内の排気
を行なうための排気通路で、これは図示していない真空
排気装置に接続されている。３は該排気通路２を開閉す
る真空用バルブである。４は直径１ｍｍ〜２ｍｍのノズ
ル４ａが設けられた密閉型るつぼで、これには基板に蒸
着されるべき蒸発物質、例えば亜鉛（Ｚｎ）５が収容さ
れる。６は配線の方向をクラスタビームの噴出方向に対
して垂直にして、上記るつぼ４を囲繞し熱電子を照射し
、これの加熱を行なう蒸発源加熱用フィラメント、７は
該フィラメント６からの輻射熱を遮断する熱シールド板
であり、上記るっぽ４．蒸発源加熱用フィラメント６及
び熱シールド板７により基板に蒸着すべき物質の蒸気を
上記真空槽１内に噴出してクラスタを生成せしめる蒸気
発生源８が形成されている。

１９は上記熱シールド板７を支持する絶縁支持部材、２
０は上記るつぼ４を支持するるつぼ支持部材である。９
は熱せられてイオン化用の熱電子１３を放出するイオン
化電子放出フィラメント、１０は該イオン化電子放出フ
ィラメント９から放出された熱電子１３を加速する電子
引き出し電極、１１は上記イオン化フィラメント９から
の輻射熱を遮断する熱シールド板であり、上記イオン化
電子放出フィラメント９．電子引き出し電極１ｏ及び熱
シールド板１１により、上記蒸気発生源８からのクラス
タをイオン化するためのイオン化手段１２が形成されて
いる。２３は熱シールド板１１を支持する絶縁支持部材
である。１４は上記イオン化されたクラスタ・イオン１
６を加速してこれをイオン化されていない中性クラスタ
１５とともに基板１８に衝突させて蒸着させる加速電極
であり、これは上記電子引き出し電極１０との間に電位
を印加できる。２４は上記加速電極１４を支持する絶縁
支持部材、２２は基板１８を支持する基板ホルダ、２１
は該基板ホルダ２２を支持する絶縁支持部材、１７はク
ラスタ・イオン１６と中性クラスタ１５とからなるクラ
スタビームである。

次に基板１８に亜鉛薄膜を蒸着形成する場合について説
明する。

まず亜鉛５をるつぼ４内に充填し、真空排気装置により
真空［１内の空気を排気して該真空槽１内を１０＝Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度にする０次いで、蒸発源加熱用フィラ
メント６に通電して発熱せしめ、該蒸発源加熱用フィラ
メント６からの輻射熱、または該　フィラメント６から
放出される熱電子をるつぼ４に衝突させること、即ち電
子衝撃によって、該るつぼ４内の亜鉛５を加熱し蒸発せ
しめる。

そしてるつぼ４内が亜鉛５の蒸気圧が０．１　”１０Ｔ
。

ｒｒ程度になる温度（５００℃）に昇温すると、ノズル
４ａから亜鉛蒸気が噴出する。該蒸気は、るつぼ４と真
空槽１との圧力差により断熱膨張してクラスタと呼ばれ
る多数の原子が緩く結合した塊状原子集団となる。この
クラスタ状のクラスタビーム１７はイオン化電子放出フ
ィラメント９から電子引き出し電極１０によって引き出
された熱電子１３と衝突するため、一部のクラスタは一
個の原子がイオン化されてクラスタ・イオン１６となる
。

このクラスタ・イオン１６は加速電極１４と電子引き出
し電極１０との間に形成された電界により適度に加速さ
れ、イオン化されていない中性クラスタ１５がるつぼ４
から噴出されるときの運動エネルギーでもって基板１８
に衝突するのと共に、基板１８に衝突し、これにより該
基板１８上に亜鉛薄膜が蒸着形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の蒸発源加熱用フィラメントは以上のように構成さ
れているので、るつぼのノズルの設けられた面への＃８
輻射及び電子ｉＥｒ　！３１’　Ｈが少なく、該面の温
度が低下し、溶融物質の蒸気が噴出しにくくなり、クラ
スタの噴出量が少なくなるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、るつぼの温度分布を均一にすることのできる
蒸発源加熱用フィラメントを提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る蒸発源加熱用フィラメントは、各線の配
線の方向をクラスタビームの噴出方向と同じにし、かつ
そのるつぼのノズル近傍に配置された部分をるつぼ側へ
傾けると共に、その全体がるつぼを囲繞するように配置
したものである。

〔作用〕

この発明においては、蒸発源加熱用フィラメントはノズ
ル近傍に配置された部分がるつぼ側へ傾いていることに
より、ノズルの設けられた上面に対する熱輻射及び電子
衝撃量が増し、該上面が加熱しやすくなってるつぼの温
度分布を均一にする。

Ｃ実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による蒸発源加熱用フィラメント
を示す概略構成図であり、図において、４．４ａ、１７
及び２０は第４図に示した従来装置と全く同一のもので
ある。６はその全体がるつぼ４を囲繞するように設けら
れたフィラメントであり、該各フィラメント６はその形
状が逆゛Ｕ字形で、各線の配線方向がクラスタビーム１
７の噴出方向と同じとされ、かつノズル４ａ近傍に配置
された部分がるつぼ４側へ傾けられている。

次に作用効果について説明する。

蒸発源加熱用フィラメント６から放射された輻射熱及び
フィラメント６から放出された熱電子により、るつぼ４
が加熱されるが、本実施例フィラメントでは、フィラメ
ントのノズル近傍に配置された部分がるつぼ側へ傾いて
るつぼを取り囲んでいるため、るつぼのノズルの設けら
れた上面への輻射熱や電子衝撃量が多くなり、該上面が
加熱しやすくなってるつぼの温度分布が均一になる。ま
た、そのことにより従来と同じ電力でもってより多くの
クラスタを発生ずることができ、クラスタの発生効率が
向上する。

なお、上記実施例では、るつぼは円柱状のものを示した
が、これは角柱状、直方体状のものでもよい。

また、上記実施例ではノズルがるつぼの上部にあるもの
を示したが、これはるつぼの横にあっても下にあっても
よい。

さらに、上記実施例ではフィラメントの形状が逆Ｕ字形
のものを示したが、これは逆■字形、逆Ｗ字形など、他
の形状であっても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、るつぼを囲繞するフ
ィラメントの各線の配線方向をクラスタビームの噴出方
向と同じにし、かつ、るつぼのノズル近傍に配置された
部分をるつぼ側へ傾けたので、るつぼのノズルの設けら
れた上面が加熱し易くなり、該面に対する輻射熱及び電
子衝撃量が多くなり、るつぼの温度分布が均一になる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による蒸発源加熱用フィラ
メントを示す概略構成図、第２図は従来の薄膜蒸着装置
の概略構成図、第３図はその一部を切り欠いて内部を示
す斜視図、第４図は従来の蒸発源加熱用フィラメントを
示す概略構成図である。 ４・・・るつぼ、４ａ・・・ノズル、６・・・蒸発源加
熱用フィラメント。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）るつぼ内の物質を加熱し蒸発せしめる蒸発源加熱
   用フィラメントにおいて、 その各線がクラスタービームの噴出方向と同じ方向に配
   線されかつそのるつぼのノズル近傍に配置された部分が
   るつぼ側へ傾けられ、 その全体がるつぼを囲繞するように配置されたことを特
   徴とする蒸発源加熱用フィラメント。