JPS6293368A

JPS6293368A - 蒸発源

Info

Publication number: JPS6293368A
Application number: JP23265685A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsukasaki; 塚崎　尚; Kenichiro Yamanishi; 山西　健一郎; Masashi Yasunaga; 安永　政司
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1987-04-28

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、例えば薄膜魚屑装置ｔ等に用いる蒸発源、
と（にその蒸着効率の向上に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えは特開昭ｆｉ４−９５９２号公報に示され
た従来の蒸発源を示す断面図であり、図４こおいて、（
１）はるつぼ、（２）は該るつぼ（１）を加熱するため
の加熱用フィラメン？　、＋３）は上記るつぼ（１）の
ふた、（４）は該ふた１３）に設けられた円筒ノズル、
（５）は蒸着物質、（６）は該蒸着物質（５）の蒸気、
（７）は該蒸着物質（５）のクラスタ、（８）はクラス
タ（７）より成るクラスタビーム、（９）は基板である
。

次に動作について説明する。上記構成１こおいて、加熱
用フィラメント（２）に通電して発熱せしめ、該加熱用
フィラメント（２）からの輻射熱により、または該フィ
ラメント（２）から放出される熱電子をるつぼ（１）に
衝突させること、即ち電子衝撃によって、該るつは（１
）を加熱せしめ１、該るつぼ（１）内の蒸着物質（５）
を蒸発させる。そして該るつぼ１１）内に発生した蒸着
物質（５）の蒸気（６）の圧力が０．１〜１０　Ｔｏｒ
ｒｌこ達すると、該蒸気（６）ハ円筒ノズル（４）から
噴出される。

この際に蒸気（６）は圧力差による断熱膨張１こより凝
縮され、クラスタと呼ばれる数１０〜数１０００個程度
の電子が緩く結合した塊状原子集団か形成される。この
クラスタ（１）が基板（９）上での薄膜形成に用いられ
る。

第５図は上記のような従来の蒸発源を用い゛Ｃ基板−ｔ
１こ形成したＡ３薄膜の膜厚分布を測だしｆコ結果であ
る。

図の横軸は、蒸気の噴出角度をＯとして、ｔａｎθで基
板上の位置を表わしたものである。なお、これは基板と
ノズルの距離を１００ｍｍとした場合の実験値である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この第５図かられかるように、従来の蒸発源を用いて蒸
着した薄膜は膜厚分布が急峻で、膜厚の均一な領域が狭
いという問題があった。例えは、蒸着中心の膜厚の８０
係以辷の膜厚を有する領域は、ｔａｎθで０．２５、す
なわち１噴出角Ｏで約１４°ソで１Ｃ過ぎない。またこ
の領ｌｊ＋１！今一蒸着に利用した場合の蒸着効率の実
験値Ｃま約１７優であり、従来の蒸発源によると蒸着効
率が低いという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消する１こめになさ
れたもので、蒸着する薄膜の膜厚の均−ｌ、【領域を大
きくできるととも１こ、蒸着効率が高い蒸発源を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る蒸発源１１−ノズルが基板に向って末広
がりの拡大部を有する構造としたものである０〔作　用〕この発明１こ旧けるノズルは、噴出する蒸着物質の蒸気
の指向性を高めて、クラスタビームの拡がりをおさえて
、基板の広い範囲一こ均一にクラスタビームを向かわせ
る。

〔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
図はこの発明の一実施例による蒸発源を示す断面図であ
り、図中、紀４図と同一符号は同一部分を示す。図にお
いて、（１０ａ）は基板（９）に向って末広がりのノズ
ル拡大部、（１０ｂ）はノズル内部より拡大部（１０ａ
）の細部側に向って縮小するノズル縮小部であり、該ノ
ズル拡大部（１０ａ）およびノズル縮小部（１０ｂ）に
より縮小拡大ノズルＯＱが構成されているＯなお、ノズル拡大部（１０ａ）とノズル縮小部（１０ｂ
　）の接合部の直径は、（１５１〜３絹、好ましくは１
〜２１とするのが適当である。ノズル拡大部（１０ａ）
の長さは、２〜１５ＩＩ１ｍｌ、野望しくは３〜１０Ｍ
、角度は半角で５°〜３０°、好家しくは１０”−２０
’とするのが適当である。

ノズル縮小部（１０ｂ）の長さは、１〜６ＩＩｌｌ、好
家しくは２〜４寵、角度は、半角で１０Ｑ４５°、野猿
しくは２０°〜３０°とするのが適当である。

次に動作について説明する。

るつぼＣＩ）内で発生した蒸着物質の蒸気（６）は、ノ
ズル縮小部（１０ｂ）、ノズル拡大部（１０ａ）を順次
通過（７て、指向性が高められつつなめらかに断熱膨張
する。特にノズル拡大部（１０ａ）は、噴出蒸気の不要
な拡がりを押さえ、基板の広い範囲に均一にクラスタビ
ームを到達させる。このため、基板に蒸着される薄膜と
しては膜厚の均一な領域が広いものが得られる。これに
よりクラスタビームのうち蒸着に有効に利用されるビー
ムの割合が大きくなって。

蒸着効率が向上する。

第２図１才、第１図１こ示した、実施例の蒸発源を用い
て基板よに蒸着したへ９薄膜の膜厚分布を測定した結果
である。これは基板とノズルの距離を１００鵡とした場
合の実験値である。この第２図かられかるように、上記
実施例の蒸発源を用いて蒸着した薄膜は、膜ＩＪの均一
な領域が広い。例えば、蒸着中心の膜厚の８０４以上の
膜厚を有する部分は。

ｔａｎθで０．３３、噴出角θに換算すると１８°以上
にまで達しており、この領域の面積は従来例の約２倍に
拡大されている。また、この領域を蒸着に利用した場合
の蒸着効率の実験値は約３３俤であり、従米例のほぼ２
倍の効率が得られた。

ｆＳオ、上記実施例では、縮小拡大ノズル（１１のノズ
ル拡大部（１０ａ）、ノズル縮小部（１（ｌｈ））；ｊ
ともに円錐状であるものを示しノ゛こが、円転放物面状
、あるいＣまｆｌｏの曲面状であつ−Ｃも円錐の一部に
頌似しＴこ形状であれは、上記実施例と同様の初Ｊ宋を
奏する０また、］二記実施ｆ１１ではノズル拡大部（１
０ａ）とノズル縮小部（ｌｌｌｂ）は接しているか、第
３図に示すように、ノズル拡大部（１ｎａ）とノズル縮
小部（１０ｂ）の間に同一径の短い円筒部（１（ｌｃ）
を設けて、ノズルの最小内径が精Ｉｆよく維持できるよ
うにした縮小拡大ノズルで、５つでもよい。

また、を記実施例では縮小拡大ノズルを用いた場合を示
し１こが、ノズルの縮小部を省略し、拡大部のみとして
も、拡大部の長さと拡がり角を適当にＫ１．ｉｌ　ｕす
ること−こより同様の効果が期待できる。

よ１こ、ｈａ己実施例ではノズルを一個であるものを示
したが、複数個設けたものでもよい。

また、１一記実施例ではクラスタ（７）のイオン化や加
、唄を・％　ｌこ行わ１．Ｃいものを示しｆこか、蒸発
源と基板との量感こイオン化手段、加速手段を設けたク
ラスタ・イオンビーム蒸着に適用しても、上記実施例と
同様の効果を奏する。通常の真空蒸着やイオングレーテ
ィング用の蒸発源にもこの発明は適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明蕃こよれば基板−こ向って末広
がりの拡大部を有するノズルを用いて蒸発源を構成した
ので、蒸着される薄膜としては膜厚の均一な領域が広い
ものがイυられるという効果がある。また、高い蒸着効
率が得られるという効果がある。

【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を示す断面図
、第２図はこの発明の一実施例による蒸発源を用いて蒸
着した膜の膜厚分布を示す分布図。第３図はこの発明の他の実施例による蒸発源の主要部を
示す断面図、第４図は従来の蒸発源を示す断面図、及び
第５図は従来の蒸発源を用いて蒸着した膜の膜厚分布を
示す分布図である。図において、１１）・・・るつぼ、（５）・・・ｉ　着
物ｗ、（６）・・・蒸気、（９）・・・基板、０１・・
・ノズル、（１０ａ）・・・拡大部。（１０ｂ）・・・縮小部、（ＩＯｃ’）・・・筒部。ｒ、Ｈお、図中同−祠号は同一、又は相当部分を示ず０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板に蒸着すべき蒸着物質を内部に保持すると共
に、この蒸着物質を加熱し、蒸気化して、上記蒸着物質
の蒸気をノズルを通して噴出させるものにおいて、上記
ノズルは上記基板に向つて末広がりの拡大部を有するこ
とを特徴とする蒸発源。
（２）ノズルは、内部より拡大部の細部側に向つて縮小
する縮小部を有する特許請求の範囲第１項記載の蒸発源
。
（３）拡大部と縮小部とが接する特許請求の範囲第２項
記載の蒸発源。
（４）拡大部と縮小部の間に同一径の筒部を有する特許
請求の範囲第２項記載の蒸発源。
（５）ノズルの拡大部は円すい状である特許請求の範囲
第１項ないし第４項のいずれかに記載の蒸発源。
（６）ノズルの縮小部は円すい状である特許請求の範囲
第２項ないし第５項のいずれかに記載の蒸発源。