JPS63270456A - 薄膜成長用蒸着装置 - Google Patents
薄膜成長用蒸着装置Info
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- JPS63270456A JPS63270456A JP62102055A JP10205587A JPS63270456A JP S63270456 A JPS63270456 A JP S63270456A JP 62102055 A JP62102055 A JP 62102055A JP 10205587 A JP10205587 A JP 10205587A JP S63270456 A JPS63270456 A JP S63270456A
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- Japan
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Landscapes
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜成長法のうちの真空蒸着法あるいは分子線
エピタキシャル成長法等の薄膜気相成長法において用い
る薄膜成長用蒸着装置に関する。
エピタキシャル成長法等の薄膜気相成長法において用い
る薄膜成長用蒸着装置に関する。
従来、この種の蒸着装置としては第２−１図に示すよう
な蒸着ボートあるいは第２−２図に示すような分子線源
クヌードセンセルが一般的であった。なお、第２−１図
及び第２−２図は従来の蒸着装置の概要図であり、符号
１は蒸着ボート、２は蒸着材料、３は従来のクヌードセ
ンセル本体、４は抵抗加熱ヒーター、５は温度コントロ
ール部、６は熱電対を意味する。第２−１図の蒸着ボー
トについては蒸着温度の精密な温度制御が困難であるこ
と、更に蒸発材料の指向性を制御することが困難である
という欠点があった。また、第２−２図のクヌードセン
セルについては温度コントロールについて抵抗加熱をＰ
ＩＤで制御する方法を用いる友め、高温における蒸発温
度の制御性が改善されるものの、低温部における温度制
御性（室温付近における温度の精密な保持あるいは設定
温度への昇温、冷却速度を指す）が充分でないため設定
温度への到達時間を可能な限や短くしようとすると温度
のオーバーシュウティングが起きるし、またこの現象を
無くそうとすると設定温度への到達時間が長くなる欠点
があった。
な蒸着ボートあるいは第２−２図に示すような分子線源
クヌードセンセルが一般的であった。なお、第２−１図
及び第２−２図は従来の蒸着装置の概要図であり、符号
１は蒸着ボート、２は蒸着材料、３は従来のクヌードセ
ンセル本体、４は抵抗加熱ヒーター、５は温度コントロ
ール部、６は熱電対を意味する。第２−１図の蒸着ボー
トについては蒸着温度の精密な温度制御が困難であるこ
と、更に蒸発材料の指向性を制御することが困難である
という欠点があった。また、第２−２図のクヌードセン
セルについては温度コントロールについて抵抗加熱をＰ
ＩＤで制御する方法を用いる友め、高温における蒸発温
度の制御性が改善されるものの、低温部における温度制
御性（室温付近における温度の精密な保持あるいは設定
温度への昇温、冷却速度を指す）が充分でないため設定
温度への到達時間を可能な限や短くしようとすると温度
のオーバーシュウティングが起きるし、またこの現象を
無くそうとすると設定温度への到達時間が長くなる欠点
があった。
このため有機物のような低温で（５００℃以下ンはとん
ど蒸発あるいは分解するような材料の薄膜成長に対して
は、設定温度への誘導期における蒸発材料の過剰な蒸発
、あるいはその時期に蒸発材料の分解が生じ不向きであ
った〇本発明はこれらの欠点を除去するためになされた
ものであり、その目的は、熱媒と冷媒によりオーバーシ
ュウティングなく可能なかぎり短時間で、設定温度に到
達する温度制御を実現可能とし、高品質な薄膜を再現性
よく炸裂可能とする蒸着装置を提供することにある。
ど蒸発あるいは分解するような材料の薄膜成長に対して
は、設定温度への誘導期における蒸発材料の過剰な蒸発
、あるいはその時期に蒸発材料の分解が生じ不向きであ
った〇本発明はこれらの欠点を除去するためになされた
ものであり、その目的は、熱媒と冷媒によりオーバーシ
ュウティングなく可能なかぎり短時間で、設定温度に到
達する温度制御を実現可能とし、高品質な薄膜を再現性
よく炸裂可能とする蒸着装置を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明は薄膜成長用蒸着装置に関
する発明であって、蒸発材料を収納するためのるつぼ、
蒸発材料を蒸発させるに必要な温度をるつぼに与える念
めの熱媒の循環通路、及び蒸発材料の蒸発後、るつぼの
温度を蒸発材料の蒸発温度より低い温度に速やかに降下
させるための冷媒の循環通路を合わせ持つるつぼ収納用
容器からなることを特徴とする。
する発明であって、蒸発材料を収納するためのるつぼ、
蒸発材料を蒸発させるに必要な温度をるつぼに与える念
めの熱媒の循環通路、及び蒸発材料の蒸発後、るつぼの
温度を蒸発材料の蒸発温度より低い温度に速やかに降下
させるための冷媒の循環通路を合わせ持つるつぼ収納用
容器からなることを特徴とする。
第１図に示すのは本発明装置の１実施例である。すなわ
ち第１図は本発明による蒸着装置の１例の断面概略図で
あって、符号７は蒸発材料を収納するためのるつば、８
は蒸着装置本体、９は本体を冷却するための冷媒循環通
路、１０は本体を加熱するための熱媒循環通路、１１は
蒸発材料、１２はるつぼ温度監視用熱電対、１３は真空
用チャンバ取付は用フランジ、１４は冷媒、１５は熱媒
、１６はるつぼ温度制御部、１７は温度制御全付加した
熱媒槽、１８は温度制御を付加した冷媒槽である。１９
．２０はそれぞれ熱媒を循環するためのポンプ、冷媒を
循環するためのポンプである。
ち第１図は本発明による蒸着装置の１例の断面概略図で
あって、符号７は蒸発材料を収納するためのるつば、８
は蒸着装置本体、９は本体を冷却するための冷媒循環通
路、１０は本体を加熱するための熱媒循環通路、１１は
蒸発材料、１２はるつぼ温度監視用熱電対、１３は真空
用チャンバ取付は用フランジ、１４は冷媒、１５は熱媒
、１６はるつぼ温度制御部、１７は温度制御全付加した
熱媒槽、１８は温度制御を付加した冷媒槽である。１９
．２０はそれぞれ熱媒を循環するためのポンプ、冷媒を
循環するためのポンプである。
以下、本発明による薄膜成長用蒸着装置を用いて有機化
合物薄膜を作製した具体例を上げて本発明の詳細な説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
合物薄膜を作製した具体例を上げて本発明の詳細な説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１
第３図は有機化合物薄膜作製の九めに本発明の蒸着装置
を真空蒸着装置に取付けた様子を示したものである。す
なわち第３図は本発明の蒸着装置により有機薄ｇ！［を
堆積させる際に用いる薄膜堆積装置の１例の概要図であ
り、符号２１は薄膜堆積基板、２２は基板ホルダー、２
５は基板温度コントロール部、２４は真空チャンバー、
２５は排気系、２６は下部シャッター、２７は上部シャ
ッター、２８は本発明の蒸着装置の温度コントロール部
（第１図の１４〜２０に当る部分）、２９は本発明の蒸
着装置の本体に当る部分（第１図の７〜１５に当る部分
）である。
を真空蒸着装置に取付けた様子を示したものである。す
なわち第３図は本発明の蒸着装置により有機薄ｇ！［を
堆積させる際に用いる薄膜堆積装置の１例の概要図であ
り、符号２１は薄膜堆積基板、２２は基板ホルダー、２
５は基板温度コントロール部、２４は真空チャンバー、
２５は排気系、２６は下部シャッター、２７は上部シャ
ッター、２８は本発明の蒸着装置の温度コントロール部
（第１図の１４〜２０に当る部分）、２９は本発明の蒸
着装置の本体に当る部分（第１図の７〜１５に当る部分
）である。
１１の蒸着材料としては有機化合物材料ジアセチレンモ
ノマーを用いた。（モノマー構造：ＣｘａＨｚｅＣ”：
Ｏ−（、＝Ｃ−（ＣＨ２）＠Ｃ００Ｈ１５の熱媒とし
てはシリコンオイル、１４の冷媒としては水を用いてい
る。２４のチャ／パー内金真空度を１０−” ｔｏｒｒ
にした後、１０の熱媒循環通路に１６０℃に加熱した熱
媒を送りジアセチレンモノマーが収納されている７のる
つぼを加熱してジアセチレンモノマーを基板に堆積させ
る。基板としてはガラス基板を用いている。熱媒により
２９の蒸着装置本体の温度を１６０℃にしたのち、２６
．２７のシャッターを開いてるつぼ温度１６０℃のまま
５分間加熱を続はジアセチレンモノマーを基板に堆積さ
せた。その後、２６．２７のシャッターを再び閉じて、
９の冷媒循環通路に１５℃の冷媒を送りるつぼの温度を
室温まで降下させた。この一連の操作によシジアセチレ
ンモノマーの薄膜がガラス基板上に厚さ１４μｍ堆積し
た。
ノマーを用いた。（モノマー構造：ＣｘａＨｚｅＣ”：
Ｏ−（、＝Ｃ−（ＣＨ２）＠Ｃ００Ｈ１５の熱媒とし
てはシリコンオイル、１４の冷媒としては水を用いてい
る。２４のチャ／パー内金真空度を１０−” ｔｏｒｒ
にした後、１０の熱媒循環通路に１６０℃に加熱した熱
媒を送りジアセチレンモノマーが収納されている７のる
つぼを加熱してジアセチレンモノマーを基板に堆積させ
る。基板としてはガラス基板を用いている。熱媒により
２９の蒸着装置本体の温度を１６０℃にしたのち、２６
．２７のシャッターを開いてるつぼ温度１６０℃のまま
５分間加熱を続はジアセチレンモノマーを基板に堆積さ
せた。その後、２６．２７のシャッターを再び閉じて、
９の冷媒循環通路に１５℃の冷媒を送りるつぼの温度を
室温まで降下させた。この一連の操作によシジアセチレ
ンモノマーの薄膜がガラス基板上に厚さ１４μｍ堆積し
た。
第４図は上記の操作における本発明の蒸着装置のるつぼ
内の温度の時間変化を時間（ｍｉｎ。
内の温度の時間変化を時間（ｍｉｎ。
横軸）と温度Ｔ（℃、縦軸）との関係で表したグラフで
ある。また比較のために上記の膜堆積１ＰＩＤ制御によ
る抵抗加熱方式の蒸着装置音用いた場合の温度変化に付
いても併記している（第４図点線■点線■の部分）ｏし
かして、本発明の実線で表した曲線の水平部分では（Ｌ
Ｏ５℃のゆらぎがある。この図からもよく解るように従
来の抵抗加熱方式では設定温度への到達時間を１分程度
と短くするとオーバーシュウティングが起きていること
が解る（点線■）。またこのオーバーシュウティングな
く設定温度まで加温すると非常に長い時間（１２分間程
度）が必要なことが解る（点線■ン。これに対し本発明
の蒸着装置を用いる場合には設定温度への昇温かオーバ
ーシュウティングなしに実現できている。しかも設定温
度への到達時間は第１図の１４．１５の冷媒あるいは熱
媒の種類又は循環通路への流量によｐ調節可能で本実施
例の場合にｒ／′ｉ１４．１５の総量をそれぞれｊＯＤ
Ｄｃｃとし流量ｆ １０ ＣＣ／ ｍｉｎから５００
ｃｃ／ｍｉｎの範囲でかえることによって、昇温及び冷
却の温度勾配を１℃／ ｍｉｎから２００℃／ ｍｉｎ
まで自由に変えることが可能であった。この例の場合設
定温度からの加熱及び冷却時間に付いては何れも１分程
度で済んでいることが解る。本実施例の材料として用い
たジアセチレンモノマーは高温に長時間さらすと重合あ
るいは分解することがめるが、本発明の蒸Ｍ装置におい
ては高温にさらされる時間が必要最小限の時間で済むた
めるつぼ内に残っていた材料の重合あるいは分解といっ
た現象がかなり抑えられた。また、基板上に堆積した膜
の化学分析を赤外分光、可視紫外分光、質量分析により
行つ友ところ、ジアセチレンモノマーが分解することな
く基板上に堆積していた。また、この膜に紫外光を照射
したところ、青く着色し重合反応が起き、重合度の高い
ポリジアセチレンの膜に変化した。
ある。また比較のために上記の膜堆積１ＰＩＤ制御によ
る抵抗加熱方式の蒸着装置音用いた場合の温度変化に付
いても併記している（第４図点線■点線■の部分）ｏし
かして、本発明の実線で表した曲線の水平部分では（Ｌ
Ｏ５℃のゆらぎがある。この図からもよく解るように従
来の抵抗加熱方式では設定温度への到達時間を１分程度
と短くするとオーバーシュウティングが起きていること
が解る（点線■）。またこのオーバーシュウティングな
く設定温度まで加温すると非常に長い時間（１２分間程
度）が必要なことが解る（点線■ン。これに対し本発明
の蒸着装置を用いる場合には設定温度への昇温かオーバ
ーシュウティングなしに実現できている。しかも設定温
度への到達時間は第１図の１４．１５の冷媒あるいは熱
媒の種類又は循環通路への流量によｐ調節可能で本実施
例の場合にｒ／′ｉ１４．１５の総量をそれぞれｊＯＤ
Ｄｃｃとし流量ｆ １０ ＣＣ／ ｍｉｎから５００
ｃｃ／ｍｉｎの範囲でかえることによって、昇温及び冷
却の温度勾配を１℃／ ｍｉｎから２００℃／ ｍｉｎ
まで自由に変えることが可能であった。この例の場合設
定温度からの加熱及び冷却時間に付いては何れも１分程
度で済んでいることが解る。本実施例の材料として用い
たジアセチレンモノマーは高温に長時間さらすと重合あ
るいは分解することがめるが、本発明の蒸Ｍ装置におい
ては高温にさらされる時間が必要最小限の時間で済むた
めるつぼ内に残っていた材料の重合あるいは分解といっ
た現象がかなり抑えられた。また、基板上に堆積した膜
の化学分析を赤外分光、可視紫外分光、質量分析により
行つ友ところ、ジアセチレンモノマーが分解することな
く基板上に堆積していた。また、この膜に紫外光を照射
したところ、青く着色し重合反応が起き、重合度の高い
ポリジアセチレンの膜に変化した。
また本発明の蒸着装置の温度ゆらぎは熱媒あるいは冷媒
の温度ゆらぎによりほぼ決定されるため設定温度に対し
温度ゆらぎが＋ａｏｓｃ以内に抑えることが可能で蒸着
材料の蒸着速度、あるいは基板に対する蒸着材料の付着
エネルギー′Ｉ！−Ｎ密に制御することができた。
の温度ゆらぎによりほぼ決定されるため設定温度に対し
温度ゆらぎが＋ａｏｓｃ以内に抑えることが可能で蒸着
材料の蒸着速度、あるいは基板に対する蒸着材料の付着
エネルギー′Ｉ！−Ｎ密に制御することができた。
第５図に示したのは上記の操作により作製した膜の膜厚
分布を長さく鱈、横軸）と膜厚（μｍ、縦軸）との関係
で示したグラフであるが非常に平滑度のよい膜が作製で
きていることが解る。
分布を長さく鱈、横軸）と膜厚（μｍ、縦軸）との関係
で示したグラフであるが非常に平滑度のよい膜が作製で
きていることが解る。
膜厚ゆらぎとしてはα４＋α０５μｍであった。
以上説明したように本発明による蒸着番者装置ではるつ
ぼ内の温度を迅速かつ精密に制御することが可能のため
有機化合物のような蒸気圧が高□く、シかも低温で分解
しやすいような材料の高品質な薄膜を作製できる利点が
ある。
ぼ内の温度を迅速かつ精密に制御することが可能のため
有機化合物のような蒸気圧が高□く、シかも低温で分解
しやすいような材料の高品質な薄膜を作製できる利点が
ある。
第１図は本発明による蒸着装置の１例の断面概略図、第
２−１図及び第２−２図は従来の類Ｎ装置の概要図、第
３図は本発明の蒸着装置Ｋより有＠薄膜を堆積させる際
に用いる薄膜堆積装置の１例の概要図、第４図は本発明
の蒸着装置を用い蒸着した場合のるつぼ内の温度の時間
変化の１例を示すグラフ、第５図は本発明による蒸着装
置を用いて作製したジアセチレンモノマーの薄膜の膜厚
分布の１例を示すグラフである。 １・・・蒸着ボート、２・・・蒸着材料、３・・・従来
のクヌードセンセル本体、４・・・抵抗加熱ヒーター、
５・・・温度コントロール部、６・・・熱電対、７・・
・蒸発材料全収納するためのるつぼ、８・・・蒸着装置
本体、９・・・本体を冷却する九めの冷媒循環通路、１
０・・・本体を加熱するための熱媒循環通路、１１・・
・蒸発材料、１２・・・るつぼ温度監視用熱電対、１３
・・・真空用チャンバ取付は用フランジ、１４・・・冷
媒、１５・・・熱媒、１６・・・るつぼ温度制御部、１
７−・・温度制御を付加した熱ｉ槽、１日・・・温度制
御を付加した冷媒槽、１９・・・熱媒を循環する九めの
ポンプ、２０・・・冷媒を循環するためのポンプ、２１
・・・薄膜堆積基板、２２・・・基板ホルダー、２３・
・・基板温度コントロール部、２４・・・真空チャンバ
ー、２５・・・排気系、２６・・・下部シャッター、２
７・・・上部シャッター、２８・・・本発明の蒸着装置
の温度コントロール部（第１図の１４〜１８に当る部分
）、２９・・・本発明の蒸着装置の本体に当る部分（第
１図の７〜１５に当る部分） 第７図 第２−２図 第 ３ 図 長さくｍｍ） 第５図
２−１図及び第２−２図は従来の類Ｎ装置の概要図、第
３図は本発明の蒸着装置Ｋより有＠薄膜を堆積させる際
に用いる薄膜堆積装置の１例の概要図、第４図は本発明
の蒸着装置を用い蒸着した場合のるつぼ内の温度の時間
変化の１例を示すグラフ、第５図は本発明による蒸着装
置を用いて作製したジアセチレンモノマーの薄膜の膜厚
分布の１例を示すグラフである。 １・・・蒸着ボート、２・・・蒸着材料、３・・・従来
のクヌードセンセル本体、４・・・抵抗加熱ヒーター、
５・・・温度コントロール部、６・・・熱電対、７・・
・蒸発材料全収納するためのるつぼ、８・・・蒸着装置
本体、９・・・本体を冷却する九めの冷媒循環通路、１
０・・・本体を加熱するための熱媒循環通路、１１・・
・蒸発材料、１２・・・るつぼ温度監視用熱電対、１３
・・・真空用チャンバ取付は用フランジ、１４・・・冷
媒、１５・・・熱媒、１６・・・るつぼ温度制御部、１
７−・・温度制御を付加した熱ｉ槽、１日・・・温度制
御を付加した冷媒槽、１９・・・熱媒を循環する九めの
ポンプ、２０・・・冷媒を循環するためのポンプ、２１
・・・薄膜堆積基板、２２・・・基板ホルダー、２３・
・・基板温度コントロール部、２４・・・真空チャンバ
ー、２５・・・排気系、２６・・・下部シャッター、２
７・・・上部シャッター、２８・・・本発明の蒸着装置
の温度コントロール部（第１図の１４〜１８に当る部分
）、２９・・・本発明の蒸着装置の本体に当る部分（第
１図の７〜１５に当る部分） 第７図 第２−２図 第 ３ 図 長さくｍｍ） 第５図
Claims (1)
- １、蒸発材料を収納するためのるつぼ、蒸発材料を蒸発
させるに必要な温度をるつぼに与えるための熱媒の循環
通路、及び蒸発材料の蒸発後、るつぼの温度を蒸発材料
の蒸発温度より低い温度に速やかに降下させるための冷
媒の循環通路を合わせ持つるつぼ収納用容器からなるこ
とを特徴とする薄膜成長用蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102055A JPH0774433B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 薄膜成長用蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102055A JPH0774433B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 薄膜成長用蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63270456A true JPS63270456A (ja) | 1988-11-08 |
| JPH0774433B2 JPH0774433B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=14317085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62102055A Expired - Fee Related JPH0774433B2 (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 薄膜成長用蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774433B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125496A1 (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 均熱装置 |
| JP2013519787A (ja) * | 2010-02-16 | 2013-05-30 | アストロン フィアム セーフティー | 気相蒸着供給源のための加熱システム |
| CN108545955A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-18 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种用于曲面玻璃真空柔性加热的方法 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62102055A patent/JPH0774433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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