JPS62188774A - 蒸着装置 - Google Patents

蒸着装置

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JPS62188774A
JPS62188774A JP3111886A JP3111886A JPS62188774A JP S62188774 A JPS62188774 A JP S62188774A JP 3111886 A JP3111886 A JP 3111886A JP 3111886 A JP3111886 A JP 3111886A JP S62188774 A JPS62188774 A JP S62188774A
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reactive gas
vapor
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vapor deposition
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Hiromoto Ito
弘基 伊藤
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    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は真空槽内で物質の蒸気のクラスタと反応性ガ
スの遊離基とを射突させ、上記の物質と反応性ガスの化
合物を被蒸着材の表面に蒸着する蒸着装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
第2図は、例えば特願昭59−116908号特許願に
示された従来の化合物薄膜の蒸着装置を模式的に示す概
念図である。図において、(1)は真空槽、(2)はこ
の真空槽内に配置され、表面に化合物薄膜を蒸着する被
蒸着材、(3)は導電性材料からなり、ノズルを有する
密閉型の坩堝、(4)はこの坩堝に充填され、上記化合
物薄膜を組成する物質、C3)(I′i上記坩堝(3)
を放射電子の衝撃により加熱する坩堝加熱フィラメント
、(6)は上記物質(4)の蒸気を上記坩堝(3)のノ
ズルから噴出させて形成したクラスタ(塊状原子集団)
 N (7)はこのクラスタに放射電子を衝突させ、そ
の一部をイオン化するイオン化フィラメント、(8)は
このイオン化フィラメントから電子を引き出し、加速す
る電子引き出し電極、(9)は上記クラスタ(6)に上
記イオン化フィラメント(7)から放射し念電子を衝突
させ、その構成原子の1個だけをイオン化し念クラスタ
・イオン、αOはこのクラスタ、イオンを電界で加速し
、運動エネルギを付与する加速電極、0は上記坩堝加熱
フィラメント(5)で発生する熱を遮蔽する熱遮蔽板、
■は上記イオン化フィラメント(7)で発生する熱を遮
蔽する熱遮蔽板、(至)は上記真空槽(1)を排気する
真空排気装置、(2)は上記真空槽(1)を所定の真空
度に自動的に保持するためのゲート・パルプ、(イ)は
上記化合物薄膜を組成する分子状態の反応性ガス、勾は
この反応性ガスの分子をイオン化し、ノズルからイオン
、ビームとして噴出させるイオン、ビーム発生器であっ
て、この従来装置では、高濁波放電型のものを使用して
いる。めは上記イオン・ビーム発生器により、上記反応
性ガスωをイオン化したガス・イオン、(ハ)はこのガ
ス・イオンを集束する静電レンズ系、(ハ)は上記ガス
・イオンのを偏向する偏向電極、(至)は上記真空槽(
1)の外に配置され、上記反応性ガスのを圧縮充填した
ガス・ボンベ、翰はこのガス・ボンベの圧縮ガスを減圧
するリーク・バルブ、(財)は上記反応性ガス翰を上記
被蒸着材(2)の表面に向けて噴出するノズルを有する
ガス噴出器である。
従来の化合物薄膜の蒸着装置は上記のように構成されて
おり、まず、真空排気装置α9により真空槽(1)の真
空度が10−’Torr程度になるまで排気する。その
後、イオン・ビーム発生器(2)を作動させて、反応性
ガス(イ)が例えば、酸素の場合、そのガス・イオンの
、すなわち0λ+をガス噴出器(財)のノズルから噴出
させて、被蒸着材(2)の表面に射突させる〇一方、坩
堝(3)内の物質(4)の蒸気圧が数T。rrになる温
度、例えば、物質(4)がアルミニウムの場合、160
0℃位まで、坩堝加熱フィラメント(5)からの放射電
子の衝撃により坩堝(3)を加熱し、物質(4)の蒸気
を坩堝(3)のノズルから真空槽(1)内に噴出させる
。噴出された物質(4)の蒸気は坩堝(3)のノズルの
近傍において、断熱膨張による過冷却のため過飽和状態
となって凝縮し、クラスタ(6)が形成される。次いで
、このクラスタ(6)にイオン化フィラメント(7)か
ら放射され、電子引き出し電極(8)で加速された電子
を衝突させ、その一部をイオン化して、クラスタ・イオ
ン(9)を形成する0このクラスタ・イオン(9)を加
速電極α0の電界で加速して運動エネルギを付与し、イ
オン化しない中性のクラスタ(6)と共に被蒸着材(2
)の表面に射突させる0被蒸着材(2)の表面では、物
質(4)の蒸気のクラスタ(6)及びクラスタ・イオン
(9)と反応性ガス(1)及びガス。
イオン(至)との化学反応が進行し、例えば、物質(4
)がアルミニウムで、反応性ガス翰が酸素の場合、被蒸
着材(2)の表面には化合物である酸化アルミニウムA
IJOJの薄膜が形成される。
なお、上記従来装置の説明ではガス噴出器■のノズルか
ら噴出するガス・イオン@け静電レンズ系@と偏向電極
Q4を用いて集束・偏向を行なっていないが、これらを
用いると、被蒸着材(2)の表面におけるガス、イオン
@のビームの射突位置を制御することにより、局部的な
膜の形成や膜質を制御することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の化合物薄膜の蒸着装置では、イオン
、ビーム発生器(2)で反応性ガスωをイオン化するが
、ガス噴出器(ロ)内の反応性ガス翰の圧力が低いため
、平均自由行程が大きく、反応性ガスωの分子と電子と
の衝突確率が低くてイオン化が困難である。従って、真
空槽(1)内には反応性ガスυの大部分が分子の状態で
噴出して活性度が低く、被蒸着材(2)の表面に化合物
薄膜が蒸着しにくいという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、被蒸着材の表面に能率よく、安定して質のよい化合
物薄膜を蒸着することができる蒸着装置を得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る蒸着装置は真空槽内において、被蒸着材
の表面に射突する物質蒸気のクラスタを発生する蒸気発
生器と、上記被蒸着材の表面に向けて反応性ガスを噴出
するガス噴出器とこの噴出した反応性ガスの遊離基を発
生する遊離基発生手段とを設は上記被蒸着材の表面に上
記の物質と反応性ガスとの化合物を蒸着するようにし念
ものである。
〔作用〕
この発明においては、被蒸着材の表面に蒸着すべき化合
物を組成する物質蒸気のクラスタと上記化合物を組成す
る反応性ガスの分子を解離した極めて活性度の高い遊離
基とが上記被蒸着材の表面に向けて射突するので、上記
物質蒸着のクラスタと反応性ガスの遊離基との化学反応
が能率よく、安定して行なわれる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を模式的に示す概念図であ
り、(1)〜(2)、 (lB、(至)、ω、(至)、
□□□、(6)け上記従来装置と同一−またけ相当のも
のである。いけ反応性ガスjの分子を解離した極めて活
性度の高い遊離基、0℃は上記真空槽(1)の側面に設
けた窓ガラス、@2は上記ガス噴出器(財)から噴出し
た上記反応性ガス翰の分子を解離し、極めて活性度の高
い遊離基筒を発生するレーザ装置であって、短波長のレ
ーザ光線をだし、上記真空槽(1)の外から上記惣ガラ
スGDを通して、上記度応性ガス勾に照射する。(財)
は上記レーザ装置(6)からのレーザ光線を透過する部
分と反射面とを有するハーフ・ミラー、@4は上記レー
ザ装置(6)からのレーザ光線を反射するミラーである
。なお、上記の坩堝(3)、坩堝加熱フィラメント(5
)、イオン化フィラメント(7) 、 t 子引き出し
電極(8)及び加速電極noにより蒸気発生器が構成さ
れ、また、上記のレーザ装置(6)、ハーフ、ミラー(
財)、ミラー(ロ)により遊離基発生手段−が構成され
ている。
上記のように構成された化合物の蒸着装置において、真
空槽(1)を10−’ 〜10−’ Torrの高い真
空度になるまで排気した後、反応性ガスj1例えば、酸
素をガス噴出器(ロ)のノズルから被蒸着材(2)の表
面に向けて噴出する。この噴出した酸素ガスに遊離基発
生手段員のレーザ装置(6)からハーフ・ミラー(財)
、ミラー■を介して短波長のレーザ光線を照射して、酸
素の分子o2を解離して活性度の高い遊離基0°とし、
解離しなかった酸素の分子0λと共に被蒸着材(2)の
表面に射突させる。この際、ハーフ・ミラー■とミラー
■はそれぞれの反射面がガス噴出器(6)の噴出方向の
中心軸と平行になるよう配置され、レーザ装置□□□は
レーザ光1Mがハーフ・ミラー(財)の反射面に直角よ
りや\小さい角度で入射し、ミラー軸とハーフ・ミラー
軸との間で反射を繰返すように配置される。一方、従来
装置と同じく、蒸気発生器軸を構成する坩堝(3)と坩
堝加熱フィラメント(5)により、坩堝(3)内の物質
(4)の蒸気圧が数TOrrになる温度、例えば、物質
(4)がアルミニウムの場合、約1600″Cまで加熱
され、アルミニウムの蒸気を坩堝(3)のノズルから1
0−6〜10−”TOrrの真空度に維持され之真空槽
(1)内に噴出させる。噴出したアルミニウムの蒸気は
断熱膨張によろ過冷却で過飽和状態となって、凝縮され
クラスタ(6)となる。次いで、このクラスタ(6)に
イオン化フィラメント(7)からの電子を衝突させて、
クラスタ・イオン(9)を形成する。このクラスタ・イ
オン(9)は加速電極Q(Iの電界で加速され、イオン
化しない中性のクラスタ(6)と共に被蒸着材(2)の
表面に射突され、上記活性度の高い遊離基o9との化学
反応が進行し、これらの化合物である酸化アルミニウム
AX、207が上記被蒸着材(2)の表面に能率よく安
定して蒸着する@ なお、上記実施例では、遊離基発生手段−はレーザ装置
(至)とハーフ・ミラー(財)、ミラー■とから構成さ
れるものとしたが、所定の高い真空領域で反応性ガスω
の分子を解離し、活性化した遊離基−が得られるもので
あれば、他の方式の遊離基発生手段、例えは、電子ビー
ム装置であってもよい。
また、蒸気発生器(至)のイオン化フィラメント(7)
、′1!子引き出し電極(8)、加速電極αGを省略し
、クラスタ・イオン(9)を形成せずに、クラスタ(6
)を直接、被蒸着材(2)に射突させてもよい。
さらに、上記実施例では、被蒸着材(2)の表面に対し
、坩堝(3)、電子引き出し電極(8)、加速電極n。
は対向し、ガス噴出器(財)、ハーフ・ミラーθ浄、ミ
ラー3→け傾斜配置させたものを示したが、被蒸着材(
2)の表面にクラスタ(6)及びクラスタ・イオン(9
)と反応性ガス(至)及びその遊離基勿とが重層して射
突するのであれば、坩堝(3)、電子引き出し電極(8
)、加速電極α0とガス噴出器09.ハーフ、ミラー(
財)、ミラー(ロ)の配置は他の形式のものであっても
よいO 〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、所定の真空度に保持さ
れた真空槽内において、被蒸着材の表面に蒸着すべき化
合物を組成する物質蒸気のクラスタと上記化合物を組成
する反応性ガスの分子を解離した極めて活性度の高1遊
離基とを上記被蒸着材の表面に射突させるので、上記被
蒸薄材の表面には上記の物質と反応性ガスとの化合物が
能率よく、安定して蒸着するという効果がある0
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を模式的に示す概念図、第
2図は従来の化合物薄膜の蒸着装置を模式的に示す概念
図である。 図において、(1)は真空槽、(2)は被蒸着材、(3
)は坩堝、(4)は物質、(5)は坩堝加熱フィラメン
ト、(6)はクラスタ、(7)はイオン化フィラメント
、(8)は電子引き出し電極、(9)はクラスタ・イオ
ン、00は加速電極、(至)は真空排気装置、翰は反応
性ガス、いは遊離基、(1)は蒸気発生器、clDは窓
ガラス、(財)はガス噴出器、(財)はレーザ装置、卿
はハーフ・ミラー、−はミラー、輪は遊離基発生手段で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の真空度を有し、被蒸着材を収容する真空槽
    、この真空槽内に設けられ、上記被蒸着材の表面に射突
    される物質の蒸気をクラスタ状に発生させる蒸気発生器
    、上記被蒸着材の表面に射突される反応性ガスの遊離基
    を発生する遊離基発生手段を備え、上記被蒸着材の表面
    に上記の物質と反応性ガスとの化合物を蒸着させること
    を特徴とする蒸着装置。
  2. (2)遊離基発生手段は反応性ガスに照射されるレーザ
    光線を出すレーザ装置であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の蒸着装置。
  3. (3)レーザ装置はレーザ光線を反応性ガスに複数回照
    射させる反射ミラーを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の蒸着装置。
  4. (4)遊離基発生手段は反応性ガスに照射される電子ビ
    ームを発生する電子ビーム装置であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の蒸着装置。
  5. (5)蒸気発生器はクラスタ状の物質蒸気をイオン化装
    置とイオン化したクラスタ・イオンを加速する加速電極
    を有することを特徴とする第1項ないし第4項のいずれ
    かに記載の蒸着装置。
JP3111886A 1986-02-13 1986-02-13 蒸着装置 Granted JPS62188774A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5185287A (en) * 1990-02-22 1993-02-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for producing a quantum well structure

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5185287A (en) * 1990-02-22 1993-02-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for producing a quantum well structure

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JPH0535217B2 (ja) 1993-05-26

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