JPS6329925A - 化合物薄膜形成装置 - 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、化合物薄膜形成装置に関し、さらに詳しく
いうと、一部をイオン化した蒸気状物質と反応性ガスを
基板付近で反応させて、化合物薄膜を形成するクラスタ
・イオンビーム蒸着法を実行する化合物薄膜形成装置に
関するものである。

〔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、例えば特開昭！；　ＩＩ　−９！９−号公報に
示されたように、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、この蒸気中の多数の原子が緩く結
合したクラスタ（塊状原子集団）を生成し、このクラス
タに電子のシャワーを浴びせてクラスタをそのうちの７
個の原子がイオン化されたクラスタ・イオンにし、この
クラスタ・イオンを加速して基板に衝突せしめ、これに
より基板に薄膜を蒸着形成する方法である。

このようなりラスタ・イオンビーム蒸着法を用いた化合
物薄膜形成装置としては、従来、第一図に示すものがあ
った。図において、真空槽（１）に真空排気装置（２）
が設けられておシ、例えば酸素等の反応性ガスが充填さ
れているガスボンベ（７）には反応性ガスを真空槽（１
）に導入するためのリークバルブ（ｌＩ）を介して、ノ
ズル（３）が接続されている。ノズル穴（ル）が設けら
ねた密閉型るつぼ（ワ）には蒸着物質＜ｇ＞、例えばア
ルミニウム等が充填されている。るつぼ（７）の外側に
は、るつぼ加熱用フィラメント（９）が設けられている
。イオン化用フィラメント（１０）は、二〇〇θ℃程度
の高温に加熱され、ここから放出される電子（ｌＩ）は
電子引き出し電極（／？）によシ加速され蒸着物質のク
ラスタ（／り）を衝撃し、その一部をイオン化する。

加速電極（／Ｓ）の上方には基板（／Ａ）が配置される
。（／７ａ）（／７ｂ）　（／７ｃ）は熱シールド板で
ある。反応性ガス用ノズル（ｊ）の前方には反応性ガス
イオン化用フィラメント（／ｌ）、反応性ガスイオン化
用電子引き出し電極（／ｑ）が投げられておシ、これら
は反応性ガス用ノズル（３）よシ噴射される反応性ガス
（２０）をイオン化させる。反応性ガス用加速電極（２
１）はイオン化された反応性ガスを加速するために設け
られている。

なお、ノズル（Ｓ）は７個または複数個が設けられる。

以上の構成によシ、真空排気装置（２）によって真空槽
（１）内を所定の真空度になるまで排気した後、るつぼ
（７）内に充填された蒸着物質ｃｇ）の蒸気圧が数Ｔｏ
ｒｒになる温度までるつぼ加熱用フィラメント（９）か
ら放出される電子の衝撃によってるつぼ（７）を加熱す
ると、蒸着物質（ｔ）は蒸気化してノズル穴（６）から
真空中に噴出する。この蒸気はノズル穴（６）を通過す
る際に凝縮し、クラスタ（ハ・と呼ばれる塊状集団が形
成される。このクラスタ（／４１）は、イオン化用フィ
ラメント（ＸＱ）から放出される電子（／／）によって
部分的にイオン化され、クラスタイオン（／−）となシ
、さらに電界による加速を受けて基板（／６）に衝突す
る。

これと同時に、リークパルプ（りを開き、反応性ガス（
例えば酸素）をノズル（よ）から基板（１６）に向けて
噴射させる。この反応性ガス（２０）は次いでイオン化
用フィラメント（／ｌ）から反応性ガスイオン化用電子
引き出し電極（／９）を通して放出される電子によって
イオン化され、さらに反応性ガス用加速［％（、ｘ／）
によシ加速されて基板（／６）に衝突する。このように
動作させると、基板（／６）付近では蒸着物質のクラス
タ（／り）と活性度の高まった反応性ガス（ＸＱ）との
反応が効率よく進行するため、高品質な化合物薄膜が基
板（／Ａ）上に形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の化合物薄膜形成装置は以上Ｑ、）よ５に構成され
ているので、イオン化された反応性ガスが、加速された
ときに電界レンズによる集束作用を受け、基板上での反
応性ガスイオンの分布が不均一になり、形成される化合
物薄膜の膜質が不均一になる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ためになされ
たもので、基板上での反応ガスイオンの分布を均一にし
、均質な化合物薄膜を形成することができる化合物薄膜
形成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〕

この発明に係る化合物薄膜形成装置は、反応性ガスのイ
オン化電子引き出し電極および加速電極の少なくとも一
方に、反応性ガスの進行方向と略垂直な面内にメツシュ
状電極を設けたものである。

〔作用〕 この発明においては、メツシュ状電極が、イオン化され
た反応性ガスが加速されたときに受けるに界レンズによ
る集束作用を弱める。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、反応性ガスイオン
化用電子引き出し電極（／ｑ）および反応性ガス用加速
電極（，２／）に反応性ガスの進行方向と略垂直な面内
にメツシュ状電極（，２２）が設けられている。

その他、第２図におけると同一符号は同一部分を示して
おシ、説明を省略する。

次に動作について説明する。真空排気装置（−）によっ
て真空槽（１）内を所定の真空度になるまで排気した後
、るつぼ（７）内に充填された蒸着物質（ｇ）の蒸気圧
が数Ｔｏｒｒになるまでるつぼ（り）を加熱すると、蒸
着物質（ざ）は蒸気化し、ノズル（６）から真空中に噴
出しクラスタ（／ｑ）となる。このクラスタ（ｌｐ）は
イオン化され、クラスタイオン（／２）となシ、さらに
電界による加速を受けて基板（／乙）に衝突する。これ
と同時に、リークパルプ（ｌＩ′）を開き、反応性ガス
（例えば酸素）を反応性ガス用ノズル（５）から基板（
ｌＡ）に向けて噴射させる。この反応性ガス（ＳＯ）は
イオン化され、さらに加速されて基板（／６）に衝突す
る。このとき、反応性ガスイオン化用電子引き出し電極
（／９）および反応性ガス用加速電極（コ／）に設けら
れたメツシュ状電極（２二）の作用によシ、反応性ガス
イオンの分布が基板（／６）上で均一となシ、基板（／
６）付近で蒸着物質のクラスタ（ｌｌＩ）との反応が進
行し、広い面積にわたって均質な高品質化合物薄膜が形
成される。

なお、この発明におけるメツシュ状電極（−二）は、反
応性ガスイオン化用電子引き出し電極（／ｑ）および反
応性ガス用加速電極（２／）の少なくとも一方に設けら
れるものとする。

また、上記実施例では、反応性ガス用ノズル（りの温度
は特に制御していないが、冷却機構を設けて反応性ガス
用ノズル（ｒ）よシ噴射される反応性ガスのクラスタ（
２０）の大きさを調整し、より高品質の化合物薄膜が得
られる。また、加熱機構を設けて反応性ガス用ノズル（
り）よυ噴射される反応性ガスを分解させ、よシ高効率
に化合物薄膜を形成することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、反応性ガスのイオン
化電子引き出し電極および加速電極のどちらか一方また
は両方にメツシュ状電極を設けたので、基板上の広い範
囲において反応性ガスイオンの分布の均一化が達成でき
、広い面積にわたつて均質な化合物薄膜が得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正断面図、第２図は従来
の化合物薄膜形成装置の正断面図である。 Ｃｔ’）・・真空槽、（！ｒ）・・ノズル、（Ａ）・・
ノズル穴、（り）・・密閉型るつぼ、（ｊ）・・蒸着す
べき物質、（／６）・・基板、（〆ｇ）・・イオン化用
フィラメント、（／ｑ）・・電子引き出し電極、（、＋
Ｏ）・・反応性ガス、（，２／）・・反応性ガス用加速
電極、（−二）・・メツシュ状電極。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 死１フ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸着すべき物質をノズル穴付き密閉型るつぼ内で
   蒸気化して上記ノズル穴から真空中に噴射させ、この噴
   射する蒸気状物質の一部をイオン化し加速して基板に衝
   突させ、上記基板付近に存在する反応性ガスとの反応生
   成物を上記基板に蒸着させるものであつて、上記反応性
   ガスの供給口に設けられ上記基板面に向けて上記反応性
   ガスを噴射する少なくとも１個のノズルと、この噴射ガ
   スをイオン化するための熱電子を放出するイオン化用フ
   ィラメントと、上記熱電子を上記反応性ガスに向けて放
   射する電子引き出し電極と、イオン化された上記反応性
   ガスを加速する加速電極とを備えた化合物薄膜形成装置
   において、上記電子引き出し電極および上記加速電極の
   少なくとも一方に装着され上記反応性ガスの進行方向と
   略垂直な面内にメッシュ状電極を備えてなることを特徴
   とする化合物薄膜形成装置。
2. （２）反応性ガスの供給口の冷却手段および加熱手段の
   いずれかを備えた特許請求の範囲第１項記載の化合物薄
   膜形成装置。