JPH01259162A - 薄膜製造装置 - Google Patents
薄膜製造装置Info
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- JPH01259162A JPH01259162A JP8884788A JP8884788A JPH01259162A JP H01259162 A JPH01259162 A JP H01259162A JP 8884788 A JP8884788 A JP 8884788A JP 8884788 A JP8884788 A JP 8884788A JP H01259162 A JPH01259162 A JP H01259162A
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- thin film
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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。
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〉
本発明は薄膜を形成する装置に関し、特に有機材料の薄
膜を得るのに適した装置に関する。
膜を得るのに適した装置に関する。
〈従来の技術〉
近年、半導体材料として有機材料が注目されている。し
かし、有機材料に半導体性を持たせるには超薄膜化を図
る必要があり、従来、有機材料の超薄膜を形成する方法
としては、ＬＢ法、ＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法が知られ
ている。（雀部博之＝「高分子超薄膜の作成と電気物性
」応用物理第５６巻第２号（１９８７） １４６） ＬＢ法は、アルキル鎖ＣＨ３（ＣＨ２）ゎ等の長い疎水
性の分子の末端に、−ＣＯＯＨ，−０Ｈ２，−ＮＨ２等
の親水性のグループを有する分子を、ベンゼンやクロロ
ホルム等の有機溶媒に溶かし、その溶液を水面上に静か
に滴下すると液滴は気・水界面に拡がり溶媒が蒸発した
後に単分子層が残り、この単分子層を基板上に移し取る
ことにより有機材料の単分子累積膜つまりラングミュア
・プロジェット膜を得る方法である。
かし、有機材料に半導体性を持たせるには超薄膜化を図
る必要があり、従来、有機材料の超薄膜を形成する方法
としては、ＬＢ法、ＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法が知られ
ている。（雀部博之＝「高分子超薄膜の作成と電気物性
」応用物理第５６巻第２号（１９８７） １４６） ＬＢ法は、アルキル鎖ＣＨ３（ＣＨ２）ゎ等の長い疎水
性の分子の末端に、−ＣＯＯＨ，−０Ｈ２，−ＮＨ２等
の親水性のグループを有する分子を、ベンゼンやクロロ
ホルム等の有機溶媒に溶かし、その溶液を水面上に静か
に滴下すると液滴は気・水界面に拡がり溶媒が蒸発した
後に単分子層が残り、この単分子層を基板上に移し取る
ことにより有機材料の単分子累積膜つまりラングミュア
・プロジェット膜を得る方法である。
ＣＶＤ法、つまり化学気相成長法は、モノマーを気化さ
せ、プラズマあるいは光等で励起してラジカルを生成し
、基板上に重合膜を形成する方法である。
せ、プラズマあるいは光等で励起してラジカルを生成し
、基板上に重合膜を形成する方法である。
ＰＶＤ法、つまり物理気相成長法には、スパッタ法や真
空蒸着法等があり、スパッタ法はターゲットに加速され
たイオン粒子を打ち込むことによりターゲット分子をは
しき飛ばし、その分子を基板上に付着させて薄膜を形成
する方法であり、また真空蒸着法は、蒸着源を真空雰囲
中で加熱することにより蒸発させ、その蒸発粒子を基板
上に凝縮させることにより薄膜を得る方法である。
空蒸着法等があり、スパッタ法はターゲットに加速され
たイオン粒子を打ち込むことによりターゲット分子をは
しき飛ばし、その分子を基板上に付着させて薄膜を形成
する方法であり、また真空蒸着法は、蒸着源を真空雰囲
中で加熱することにより蒸発させ、その蒸発粒子を基板
上に凝縮させることにより薄膜を得る方法である。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、ＬＢ法によれば、単分子膜の形成が可能で、
しかも配向制御が可能な優れた方法であるものの、膜の
生成速度が極めて遅く、しかも疎水性分子の末端に親水
性のグループを有する、特定な有機物の薄膜形成にしか
適用できないという欠点がある。
しかも配向制御が可能な優れた方法であるものの、膜の
生成速度が極めて遅く、しかも疎水性分子の末端に親水
性のグループを有する、特定な有機物の薄膜形成にしか
適用できないという欠点がある。
また、ＣＶＤ法によれば、基本的に重合反応によりポリ
マー膜を形成する方法であって、材料がポリマーだけに
限定されるという欠点がある。
マー膜を形成する方法であって、材料がポリマーだけに
限定されるという欠点がある。
更にまた、スパッタ法によれば、多種の有機材料の薄膜
形成に適用できるものの、得られた薄膜の結晶性が極め
て悪いという欠点がある。
形成に適用できるものの、得られた薄膜の結晶性が極め
て悪いという欠点がある。
一方、真空蒸着法は、比較的多（の種類の有機材料の薄
膜形成に適用することが可能で１、しかも結晶構造が蒸
着前の材料と殆んど同一な薄膜を得ることができる特徴
を有している。しかしながら、この真空蒸着法によると
、材料の加熱を、例えば加熱ヒータ等を用いて行ってお
り、加熱速度が遅く、材料が蒸発温度に達するまでに長
時間高温にさらされるため、蒸着源として熱的に不安定
な有機材料を用いた場合には、熱分解により分子量の低
下等の劣化が生じるという問題が残されている。
膜形成に適用することが可能で１、しかも結晶構造が蒸
着前の材料と殆んど同一な薄膜を得ることができる特徴
を有している。しかしながら、この真空蒸着法によると
、材料の加熱を、例えば加熱ヒータ等を用いて行ってお
り、加熱速度が遅く、材料が蒸発温度に達するまでに長
時間高温にさらされるため、蒸着源として熱的に不安定
な有機材料を用いた場合には、熱分解により分子量の低
下等の劣化が生じるという問題が残されている。
本発明の目的は、基本的に真空蒸着法を採用し、熱的に
不安定な有機材料の薄膜を形成する場合であっても、熱
分解により分子量の低下等の劣化を可及的に抑えること
のできる、薄膜製造装置を提供することにある。
不安定な有機材料の薄膜を形成する場合であっても、熱
分解により分子量の低下等の劣化を可及的に抑えること
のできる、薄膜製造装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための構成を実施例に対応する第
１図、第２図を参照しつつ説明すると、本発明ば、材料
３１を真空雰囲中で加熱することにより蒸発させ、その
蒸発粒子を基板２上に導いてその基板２上に薄膜を形成
する装置であって、材料３１の加熱をパルスレーザ光り
の照射により行なうよう構成するとともに、そのパルス
レーザ光りのターゲット３を、少くとも材料３１と金属
微粒子３２とを混合した混合物により形成したことを特
徴としている。
１図、第２図を参照しつつ説明すると、本発明ば、材料
３１を真空雰囲中で加熱することにより蒸発させ、その
蒸発粒子を基板２上に導いてその基板２上に薄膜を形成
する装置であって、材料３１の加熱をパルスレーザ光り
の照射により行なうよう構成するとともに、そのパルス
レーザ光りのターゲット３を、少くとも材料３１と金属
微粒子３２とを混合した混合物により形成したことを特
徴としている。
〈作用〉
一般に、有機材料にパルスレーザ光を照射すると、材料
から中性分子が蒸発することが知られており、この蒸発
分子を基板上に導いて凝縮させれば、有機材料の薄膜を
得ることができる。
から中性分子が蒸発することが知られており、この蒸発
分子を基板上に導いて凝縮させれば、有機材料の薄膜を
得ることができる。
ここで、パルスレーザ光のターゲットを有機材料だけで
形成した場合、パルスレーザ光照射による温度上昇はあ
まり急激なものでなく、材料の加熱速度は、ヒータ加熱
等に比して速いものの、依然として十分ではない。そこ
で、有機材料３１と金属微粒子３２との混合物によりタ
ーゲット３を形成し、そのターゲット３にレーザ光りを
照射すると、レーザ光りは金属粒子３２に吸収され、局
部的に急激な温度上昇が生じる。これにより、材料３１
は瞬時に加熱され蒸発する。
形成した場合、パルスレーザ光照射による温度上昇はあ
まり急激なものでなく、材料の加熱速度は、ヒータ加熱
等に比して速いものの、依然として十分ではない。そこ
で、有機材料３１と金属微粒子３２との混合物によりタ
ーゲット３を形成し、そのターゲット３にレーザ光りを
照射すると、レーザ光りは金属粒子３２に吸収され、局
部的に急激な温度上昇が生じる。これにより、材料３１
は瞬時に加熱され蒸発する。
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図は本発明実施例の構成を示す縦断面図、第２図は
そのターゲット３の構成を模式的に示す図である。
そのターゲット３の構成を模式的に示す図である。
真空チャンバ１内に、ホルダ４に保持されたターゲット
３が水平面に対して４５°傾いて配設されており、その
上方には基板２が配設されている。
３が水平面に対して４５°傾いて配設されており、その
上方には基板２が配設されている。
ターゲット３の左側方の真空チャンバ１壁体には窓部１
ａが設けられており、真空チャンバ１外部から細く絞っ
たレーザ光りを窓部１ａを介して内部のターゲット３に
照射することができる。
ａが設けられており、真空チャンバ１外部から細く絞っ
たレーザ光りを窓部１ａを介して内部のターゲット３に
照射することができる。
なお、基板２の上方には、基板２を所定温度に保つため
のヒータ５が配設されている。
のヒータ５が配設されている。
ターゲット３は、第２図に示すように、材料分子３１、
コバルト微粒子３２およびグリセリン３３等の混合物で
あり、この混合物は、例えば有機物等の形成すべき薄膜
の材料を、その材料を可溶の適当な溶媒で溶かして材料
溶液を作り、その材料溶液とコバルトの微粒子およびグ
リセリンを混ぜることによって作成することができる。
コバルト微粒子３２およびグリセリン３３等の混合物で
あり、この混合物は、例えば有機物等の形成すべき薄膜
の材料を、その材料を可溶の適当な溶媒で溶かして材料
溶液を作り、その材料溶液とコバルトの微粒子およびグ
リセリンを混ぜることによって作成することができる。
なお、コハルトの微粒子の直径は、できるだけ細かくす
ることが望ましく、例えば数百人程度の直径のものを用
いる。
ることが望ましく、例えば数百人程度の直径のものを用
いる。
以上の構成により、ターゲット３にレーザ光りを照射す
ると、レーザ光はコバルト微粒子３２に吸収され、これ
によって、局部的に急激な温度上昇が生じる。この温度
上昇によって、その近辺の材料分子３１が瞬時に加熱さ
れ蒸発し、その蒸発分子は基板２上に到達して凝縮する
。これにより、基板２上に薄膜を得ることができる。
ると、レーザ光はコバルト微粒子３２に吸収され、これ
によって、局部的に急激な温度上昇が生じる。この温度
上昇によって、その近辺の材料分子３１が瞬時に加熱さ
れ蒸発し、その蒸発分子は基板２上に到達して凝縮する
。これにより、基板２上に薄膜を得ることができる。
ここで、材料分子３１はグリセリン３３内に浮遊してい
るから、レーザ光りの照射箇所の材料分子３１が蒸発し
ても、周囲から直ちに補給され、蒸着を長時間に亘って
ｍ続できる。
るから、レーザ光りの照射箇所の材料分子３１が蒸発し
ても、周囲から直ちに補給され、蒸着を長時間に亘って
ｍ続できる。
なお、金属微粒子はコバルトに限られることなく、レー
ザ光を吸収しやすい金属であれば任意のものを用いるこ
とができる。また、その直径は、混合物内での均在性や
、総表面積を大きくするために、小さくする程好都合と
なる。
ザ光を吸収しやすい金属であれば任意のものを用いるこ
とができる。また、その直径は、混合物内での均在性や
、総表面積を大きくするために、小さくする程好都合と
なる。
さらに、混合ヘースとしてのグリセリンは必ずしも必要
でなく、例えば、粉状の材料と金属微粒子とを均一に混
合したものをターゲットとして用いてもよい。
でなく、例えば、粉状の材料と金属微粒子とを均一に混
合したものをターゲットとして用いてもよい。
次に、他の実施例を第３図を参照しつつ説明する。
この例では、真空チャンバ１０１を隔壁１０２により二
つの部室、ターゲツト室Ｔおよび蒸着室Ｖに分けており
、それぞれの部室の真空引きを個別に行うよう構成して
いる。また、隔壁１０２には小孔１０２ａが穿れており
、レーザ光り照射によりターゲット３から蒸発した材料
分子は、その小孔１０２ａ通過して蒸着室Ｖ内の基板２
上に到達する。
つの部室、ターゲツト室Ｔおよび蒸着室Ｖに分けており
、それぞれの部室の真空引きを個別に行うよう構成して
いる。また、隔壁１０２には小孔１０２ａが穿れており
、レーザ光り照射によりターゲット３から蒸発した材料
分子は、その小孔１０２ａ通過して蒸着室Ｖ内の基板２
上に到達する。
ここで、一般に、配向制御をしつつ薄膜形成を行なうに
は、１０− ” ｔｏｒｒ程度の高真空が必要とされて
いるが、第１図のように、グリセリンを混合したターゲ
ット３を基板２と同じチャンバ１内に配置すると、チャ
ンバ１内の真空度は１０−６ｔｏｒｒ程度しか得られな
い。そこで、この例のように構成することにより、ター
ゲツト室Ｔは１０−６ｔｏｒｒ程度の真空度しか得られ
ないものの、蒸着室■を１Ｏ−１Ｏｔｏｒｒ程度に維持
することが可能になる。しかも、ターゲツト室Ｔを１Ｏ
−６ｔｏｒｒ、蒸着室Ｖを１０−”ｔｏｒｒ程度の真空
度に維持した状態では、ターゲット３からの蒸発分子は
、小孔１０２ａからいきおいよく飛び出し、分子線とな
って基板２上に到達することになり、いわゆる分子線エ
ピタキシ装置として使用することができる。
は、１０− ” ｔｏｒｒ程度の高真空が必要とされて
いるが、第１図のように、グリセリンを混合したターゲ
ット３を基板２と同じチャンバ１内に配置すると、チャ
ンバ１内の真空度は１０−６ｔｏｒｒ程度しか得られな
い。そこで、この例のように構成することにより、ター
ゲツト室Ｔは１０−６ｔｏｒｒ程度の真空度しか得られ
ないものの、蒸着室■を１Ｏ−１Ｏｔｏｒｒ程度に維持
することが可能になる。しかも、ターゲツト室Ｔを１Ｏ
−６ｔｏｒｒ、蒸着室Ｖを１０−”ｔｏｒｒ程度の真空
度に維持した状態では、ターゲット３からの蒸発分子は
、小孔１０２ａからいきおいよく飛び出し、分子線とな
って基板２上に到達することになり、いわゆる分子線エ
ピタキシ装置として使用することができる。
次いで、他の実施例を第４図と参照しつつ説明する。
この例の特徴は、ターゲット３から蒸発した材料分子を
単に基板２上に導くのではなく、蒸発した材料分子に側
方から紫外線または電子線ｅを照射してイオン化し、そ
のイオンを次段の加速電極４６で加速して基板２上に衝
突させることにより薄膜を得る、いわゆるイオンブレー
ティング法を採用した点にある。
単に基板２上に導くのではなく、蒸発した材料分子に側
方から紫外線または電子線ｅを照射してイオン化し、そ
のイオンを次段の加速電極４６で加速して基板２上に衝
突させることにより薄膜を得る、いわゆるイオンブレー
ティング法を採用した点にある。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、材料と金属微粒
子との混合物により形成されたターケノトに、レーザ光
を照射することによって材料を蒸発させるよう構成した
から、材料は、従来よりも増して急激に加熱され瞬時に
蒸発することになり、熱的に不安定で、かつ蒸発しにく
い材料、特に有機材料の薄膜を形成する場合であっても
、熱分解による分子量の低下等の劣化を従来に比してき
わめて少なくすることができ、分子量がオリジナルの材
料にほぼ近い薄膜を得ることが可能になる。
子との混合物により形成されたターケノトに、レーザ光
を照射することによって材料を蒸発させるよう構成した
から、材料は、従来よりも増して急激に加熱され瞬時に
蒸発することになり、熱的に不安定で、かつ蒸発しにく
い材料、特に有機材料の薄膜を形成する場合であっても
、熱分解による分子量の低下等の劣化を従来に比してき
わめて少なくすることができ、分子量がオリジナルの材
料にほぼ近い薄膜を得ることが可能になる。
なお、基本的に真空蒸着法を採用しているので、結晶構
造がオリジナルの材料と殆んど同一な薄膜を得ることが
できるという効果もある。
造がオリジナルの材料と殆んど同一な薄膜を得ることが
できるという効果もある。
第１図は本発明実施例の構成を示す縦断面、第２図はそ
のターゲソ１へ３の構成を模式的に示す図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例の構成を示す
縦断面図である。 ２・・・基板 ３・・・ターゲット ３１・・・材料分子 ３２・・・コバルト微粒子 Ｌ・・・レーザ光 特許出願人 株式会社島津製作所代 理 人
弁理士 西１）新 −同一 第１図 第２図
のターゲソ１へ３の構成を模式的に示す図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例の構成を示す
縦断面図である。 ２・・・基板 ３・・・ターゲット ３１・・・材料分子 ３２・・・コバルト微粒子 Ｌ・・・レーザ光 特許出願人 株式会社島津製作所代 理 人
弁理士 西１）新 −同一 第１図 第２図
Claims (1)
- 材料を真空雰囲中で加熱することにより蒸発させ、その
蒸発粒子を基板上に導いてその基板上に薄膜を形成する
装置であって、上記加熱をパルスレーザ光の照射により
行うよう構成するとともに、そのパルスレーザ光のター
ゲットを、少くとも上記材料と金属微粒子とを混合した
混合物により形成したことを特徴とする、薄膜製造装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8884788A JPH01259162A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8884788A JPH01259162A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 薄膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259162A true JPH01259162A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13954369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8884788A Pending JPH01259162A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01259162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007029743A1 (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Japan Science And Technology Agency | 分子性物質の成膜方法及びその装置 |
| JP2010062143A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-03-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置の作製方法 |
| JP2012041615A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザアブレーション装置 |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP8884788A patent/JPH01259162A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007029743A1 (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Japan Science And Technology Agency | 分子性物質の成膜方法及びその装置 |
| JP4775801B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2011-09-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 分子性物質の成膜方法及びその装置 |
| JP2010062143A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-03-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置の作製方法 |
| JP2012041615A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザアブレーション装置 |
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