JPH03177564A - 蒸発源用坩堝 - Google Patents
蒸発源用坩堝Info
- Publication number
- JPH03177564A JPH03177564A JP1315601A JP31560189A JPH03177564A JP H03177564 A JPH03177564 A JP H03177564A JP 1315601 A JP1315601 A JP 1315601A JP 31560189 A JP31560189 A JP 31560189A JP H03177564 A JPH03177564 A JP H03177564A
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- Japan
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- vapor
- nozzle
- deposited 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
本発明は蒸発源用坩堝、特にクラスターイオンビーム蒸
着等に使用される蒸発源用坩堝の改良に関する。
着等に使用される蒸発源用坩堝の改良に関する。
従来の技術
従来、蒸着材料を加熱蒸発させて蒸着基板に形成して薄
膜の作製を行う真空蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等
に用いる蒸着源装置は、第３図に示すようなＩ戒をして
いた。すなわち、ノズル１１をその上面部中央に形成し
た円筒状の密閉型坩堝（クヌーセンセル）１２と、その
坩堝１２の外側に坩堝１２の側周面と平行に設置されて
坩堝１２の側周面を加熱する電子ボンバード用熱陰極３
から構成されている。密閉型坩堝１２は黒鉛、タングス
テン等の単層構造を有するものが一般的である。電子ボ
ンバード用熱陰極３はタングステン、タンタル等の線材
をコイル状に底形したものである。４は熱陰極３に電圧
を印加しこれを加熱するための熱陰極加熱用電源であり
、５は坩堝１２と熱陰極３の間に電圧を印加して高温に
加熱した熱陰極３から熱電子を坩堝１２に衝突させるこ
とにより、坩堝１２を電子ボンバード加熱するための坩
堝加熱用電源である。
膜の作製を行う真空蒸着、クラスタイオンビーム蒸着等
に用いる蒸着源装置は、第３図に示すようなＩ戒をして
いた。すなわち、ノズル１１をその上面部中央に形成し
た円筒状の密閉型坩堝（クヌーセンセル）１２と、その
坩堝１２の外側に坩堝１２の側周面と平行に設置されて
坩堝１２の側周面を加熱する電子ボンバード用熱陰極３
から構成されている。密閉型坩堝１２は黒鉛、タングス
テン等の単層構造を有するものが一般的である。電子ボ
ンバード用熱陰極３はタングステン、タンタル等の線材
をコイル状に底形したものである。４は熱陰極３に電圧
を印加しこれを加熱するための熱陰極加熱用電源であり
、５は坩堝１２と熱陰極３の間に電圧を印加して高温に
加熱した熱陰極３から熱電子を坩堝１２に衝突させるこ
とにより、坩堝１２を電子ボンバード加熱するための坩
堝加熱用電源である。
前記密閉型坩堝１２を用いた場合の製膜プロセスは次の
ようになる。坩堝１２の内部に蒸着材料２を収容した後
、坩堝１２を設置した真空槽（図示せず）を所定の真空
度に設定し、坩堝１２を電子ボンバード加熱して蒸着材
料２を蒸発させる。この蒸着材料２の蒸気１３は真空槽
と坩堝１２内部の圧力差によりノズル１１から図中矢印
方向に噴出し、この際断熱膨張し過冷却される。このた
め蒸気１３は凝縮し、５００から２０００個の原子が互
いに緩く結合した塊状原子集団のビームすなわちクラス
タビームとなって基板（図示せず）に衝突し、蒸着膜が
作製される。
ようになる。坩堝１２の内部に蒸着材料２を収容した後
、坩堝１２を設置した真空槽（図示せず）を所定の真空
度に設定し、坩堝１２を電子ボンバード加熱して蒸着材
料２を蒸発させる。この蒸着材料２の蒸気１３は真空槽
と坩堝１２内部の圧力差によりノズル１１から図中矢印
方向に噴出し、この際断熱膨張し過冷却される。このた
め蒸気１３は凝縮し、５００から２０００個の原子が互
いに緩く結合した塊状原子集団のビームすなわちクラス
タビームとなって基板（図示せず）に衝突し、蒸着膜が
作製される。
発明が解決しようとする課題
前述のように、従来の蒸発源用装置では、坩堝１２の側
周面を電子ボンバード用熱陰極３により一様な熱流束で
加熱するものであった。このため坩堝１２の上部側周面
および下部側周面ば中央部側周面と同じ熱入力である。
周面を電子ボンバード用熱陰極３により一様な熱流束で
加熱するものであった。このため坩堝１２の上部側周面
および下部側周面ば中央部側周面と同じ熱入力である。
しかし、円筒状の密閉型坩堝１２には円形状の上面部お
よび下面部が存在するため、坩堝中央部と比較して上部
および下部からの輻射による放熱量は大きくなる。した
がって、坩堝１２の軸方向に沿って温度分布が生じ、坩
堝中央部で温度が高く、上部および下部で温度が低下す
ることになる。このため、 （１）坩堝上面部のノズル付近の温度が低下し、蒸着材
料が滴状で吹き出すスピッティング状態を生じ易い。そ
のため蒸着膜が膜質不良となり、ノズルが閉塞する。
よび下面部が存在するため、坩堝中央部と比較して上部
および下部からの輻射による放熱量は大きくなる。した
がって、坩堝１２の軸方向に沿って温度分布が生じ、坩
堝中央部で温度が高く、上部および下部で温度が低下す
ることになる。このため、 （１）坩堝上面部のノズル付近の温度が低下し、蒸着材
料が滴状で吹き出すスピッティング状態を生じ易い。そ
のため蒸着膜が膜質不良となり、ノズルが閉塞する。
（２）同じ加熱条件でも、坩堝内に収容した蒸着材料の
量すなわち蒸着材料の充填高さによって蒸着材料の温度
が変化し、蒸発速度が一様でなく蒸着速度も変化する。
量すなわち蒸着材料の充填高さによって蒸着材料の温度
が変化し、蒸発速度が一様でなく蒸着速度も変化する。
そのため蒸着の安定性が悪い。
（３）坩堝内に収容した蒸着材料の充填高さが低くなっ
た場合でも蒸着速度を一定に保つためには、坩堝下部の
温度の低下を補うため余分に加熱しなければならない。
た場合でも蒸着速度を一定に保つためには、坩堝下部の
温度の低下を補うため余分に加熱しなければならない。
そのため加熱効率が悪い。
等の問題点があった。
そこで本発明は前記課題を解決するために、坩堝の軸方
向に沿った温度分布を一様化することにより、安定して
高品質の薄膜を製膜できるとともに、加熱効率がよい蒸
発源用坩堝を提供することを目的とする。
向に沿った温度分布を一様化することにより、安定して
高品質の薄膜を製膜できるとともに、加熱効率がよい蒸
発源用坩堝を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明による蒸発源用装置は、側周面が一様な熱流束で
加熱され、上面部中央にノズルを形成してなる筒状の蒸
発源用坩堝において、坩堝の上面および下面を凸面に形
成したものである作用 上記のような構成によって得られる作用は次の通りであ
る。
加熱され、上面部中央にノズルを形成してなる筒状の蒸
発源用坩堝において、坩堝の上面および下面を凸面に形
成したものである作用 上記のような構成によって得られる作用は次の通りであ
る。
坩堝の温度は、高温に加熱された熱陰極からの輻射と電
子ボンバードによる熱入力と、坩堝自身からの輻射によ
る熱出力がつりあった状態で定まる。輻射による熱の伝
達は電磁波によるので非常に直進性が強く、また電子ボ
ンバードによる熱陰極から坩堝への電子の移動の軌道は
坩堝と熱陰極間の電位分布によって作られる等、電位面
に対して入射角が垂直になるように形成される。つまり
坩堝の上下面が加熱方向に対して平行である場合は、輻
射による熱入力が得られにくい。また、坩堝と熱陰極の
間に現れる等電位面も坩堝の上下面の形状を反映してい
るので、坩堝の上下面における等電位面への熱電子の入
射角度が非常に小さくなり、電位分布に垂直な軌道を形
成することができなくなって、坩堝の上下面における電
子ボンバードによる熱入力も得られにくくなっている。
子ボンバードによる熱入力と、坩堝自身からの輻射によ
る熱出力がつりあった状態で定まる。輻射による熱の伝
達は電磁波によるので非常に直進性が強く、また電子ボ
ンバードによる熱陰極から坩堝への電子の移動の軌道は
坩堝と熱陰極間の電位分布によって作られる等、電位面
に対して入射角が垂直になるように形成される。つまり
坩堝の上下面が加熱方向に対して平行である場合は、輻
射による熱入力が得られにくい。また、坩堝と熱陰極の
間に現れる等電位面も坩堝の上下面の形状を反映してい
るので、坩堝の上下面における等電位面への熱電子の入
射角度が非常に小さくなり、電位分布に垂直な軌道を形
成することができなくなって、坩堝の上下面における電
子ボンバードによる熱入力も得られにくくなっている。
つまり、筒状の密閉型坩堝には加熱方向に平行な上面お
よび下面が存在するため、坩堝中央部と比較して上部お
よび下部では熱人力に対して熱出力が非常に多くなる条
件がそろっていることになる。そこで、上下面をそれぞ
れ軸方向に沿って凸形状にして坩堝を構成すると、坩堝
の上下面への輻射による熱入力を増やすことができ、か
つ電子ボンバードによる熱入力も増やすことができる。
よび下面が存在するため、坩堝中央部と比較して上部お
よび下部では熱人力に対して熱出力が非常に多くなる条
件がそろっていることになる。そこで、上下面をそれぞ
れ軸方向に沿って凸形状にして坩堝を構成すると、坩堝
の上下面への輻射による熱入力を増やすことができ、か
つ電子ボンバードによる熱入力も増やすことができる。
そのため、坩堝上部および下部での温度低下が補償され
、坩堝の温度分布が軸方向に一様化される。
、坩堝の温度分布が軸方向に一様化される。
その結果、スピッティング状態が生じにくくなって高品
質の製膜が可能となり、ノズルの閉塞をなくすることが
できる。また、蒸着材料の充填高さにかかわらず一定の
蒸着速度で安定して製膜することが可能となり、しかも
加熱効率をよくすることができる。
質の製膜が可能となり、ノズルの閉塞をなくすることが
できる。また、蒸着材料の充填高さにかかわらず一定の
蒸着速度で安定して製膜することが可能となり、しかも
加熱効率をよくすることができる。
実施例
以下に本発明による実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の蒸発源用坩堝を使用した蒸
発源用装置を示す。Ａは上部と下部を円錐形状に形成し
た黒鉛製で単層構造を有する円筒状の密閉型坩堝である
。すなわち、上面部Ａｌと下面部Ａ３が円錐形状で、中
間の側面部Ａ２が円筒形状である。この坩堝への上端中
央部に穴径２ｍｍ程度、長さ２ｍｍ程度のノズル１を形
成し、坩堝Ａの内部に蒸着材料２を収容する。
発源用装置を示す。Ａは上部と下部を円錐形状に形成し
た黒鉛製で単層構造を有する円筒状の密閉型坩堝である
。すなわち、上面部Ａｌと下面部Ａ３が円錐形状で、中
間の側面部Ａ２が円筒形状である。この坩堝への上端中
央部に穴径２ｍｍ程度、長さ２ｍｍ程度のノズル１を形
成し、坩堝Ａの内部に蒸着材料２を収容する。
３は前記坩堝Ａを加熱するための電子ボンバード用熱陰
極である。電子ボンバード用熱陰極３は線径が０．８〜
１．０■範囲で一様な線径のタングステン線もしくはタ
ンタル線を一様な螺旋径のコイル状に成形したものであ
り、コイルの長さは坩堝Ａの長さより長くしている。
極である。電子ボンバード用熱陰極３は線径が０．８〜
１．０■範囲で一様な線径のタングステン線もしくはタ
ンタル線を一様な螺旋径のコイル状に成形したものであ
り、コイルの長さは坩堝Ａの長さより長くしている。
４は熱陰極３に電圧を印加しこれを加熱するための熱陰
極加熱用電源、５は坩堝Ａと熱陰極３の間に電圧を印可
して高温に加熱された熱陰極３から熱電子を引き出し、
その熱電子を坩堝Ａに衝突させることにより坩堝Ａを電
子ボンバード加熱するための坩堝加熱用電源である。ま
た、６は坩堝Ａを支持する支持台、７は前記支持台６を
真空層（図示せず）に固定する絶縁支持台である。
極加熱用電源、５は坩堝Ａと熱陰極３の間に電圧を印可
して高温に加熱された熱陰極３から熱電子を引き出し、
その熱電子を坩堝Ａに衝突させることにより坩堝Ａを電
子ボンバード加熱するための坩堝加熱用電源である。ま
た、６は坩堝Ａを支持する支持台、７は前記支持台６を
真空層（図示せず）に固定する絶縁支持台である。
前述のように、坩堝Ａの上部と下部を円錐形状としたこ
とにより、円錐面に垂直な方向には熱陰極３が存在する
。そのため、坩堝Ａの上下面への輻射による熱入力を増
やすことができ、さらに熱電子の坩堝Ａと熱陰極３との
間の等電位面への入射角も大きくなるので、電子ボンバ
ードによる熱入力も増やすことができ、坩堝Ａの軸方向
の温度分布の一様化を達成できる。そノ結果、スピンテ
ィング状態を生じにくくなり、高品質の蒸着膜の作製が
可能となり、ノズル１が閉塞することもなくなる。さら
に、蒸着材料２の充填高さにかかわらず蒸着速度を一定
とすることができ、蒸着の安定性を高めることができる
。
とにより、円錐面に垂直な方向には熱陰極３が存在する
。そのため、坩堝Ａの上下面への輻射による熱入力を増
やすことができ、さらに熱電子の坩堝Ａと熱陰極３との
間の等電位面への入射角も大きくなるので、電子ボンバ
ードによる熱入力も増やすことができ、坩堝Ａの軸方向
の温度分布の一様化を達成できる。そノ結果、スピンテ
ィング状態を生じにくくなり、高品質の蒸着膜の作製が
可能となり、ノズル１が閉塞することもなくなる。さら
に、蒸着材料２の充填高さにかかわらず蒸着速度を一定
とすることができ、蒸着の安定性を高めることができる
。
第２図は本発明の他の実施例の蒸発源用坩堝を使用した
蒸発源用装置を示す。Ｂは穴径２旧程度、長さ２ｆｆｌ
ｆｆ１程度のノズルｌをその上端中央部に形成し黒鉛製
で単層構造を有する楕円体をした密閉型坩堝である。す
なわち、上面部Ａ１、側面部Ａ２および下面部Ａ３が連
続した凸面に形成されている。
蒸発源用装置を示す。Ｂは穴径２旧程度、長さ２ｆｆｌ
ｆｆ１程度のノズルｌをその上端中央部に形成し黒鉛製
で単層構造を有する楕円体をした密閉型坩堝である。す
なわち、上面部Ａ１、側面部Ａ２および下面部Ａ３が連
続した凸面に形成されている。
３は坩堝Ｂを加熱するための電子ボンバード用熱陰極で
ある。前記第１図と同様に電子ボンバード用熱陰極３は
線径が０．８〜１．０ ｍｍ範囲で一様な線径のタング
ステン線もしくはタンタル線を一様な螺旋径のコイル状
に成形したものであり、コイルの長さは坩堝Ｂの長さよ
り長くしている。
ある。前記第１図と同様に電子ボンバード用熱陰極３は
線径が０．８〜１．０ ｍｍ範囲で一様な線径のタング
ステン線もしくはタンタル線を一様な螺旋径のコイル状
に成形したものであり、コイルの長さは坩堝Ｂの長さよ
り長くしている。
この実施例においても、坩堝Ｂの上下面へ輻射による熱
の人力を増やすことができ、かつ坩堝Ｂと熱陰極３の間
の等電位面は、前記実施例の坩堝Ａの場合よりも滑らか
となり、熱電子が無駄なく坩堝Ｂに衝突するので、電子
ボンバードによる熱の人力も増やすことができる。その
ため、坩堝Ｂの軸方向の温度分布の一様化を達成できる
。その結果、スピッティング状態を生じにくくなり、高
品質膜の作製が可能となり、ノズル１が閉塞することも
なくなる。さらに、蒸着材料２の充填高さにかかわらず
蒸着速度を一定とすることができ、蒸着の安定性を高め
ることができる。
の人力を増やすことができ、かつ坩堝Ｂと熱陰極３の間
の等電位面は、前記実施例の坩堝Ａの場合よりも滑らか
となり、熱電子が無駄なく坩堝Ｂに衝突するので、電子
ボンバードによる熱の人力も増やすことができる。その
ため、坩堝Ｂの軸方向の温度分布の一様化を達成できる
。その結果、スピッティング状態を生じにくくなり、高
品質膜の作製が可能となり、ノズル１が閉塞することも
なくなる。さらに、蒸着材料２の充填高さにかかわらず
蒸着速度を一定とすることができ、蒸着の安定性を高め
ることができる。
発明の効果
以上のように本発明による蒸発源用坩堝は、側周面が一
様な熱流束で加熱され、上面部中央にノズルを形成して
なる筒状の蒸発源用坩堝において、坩堝の上面および下
面を凸面に形成したため、坩堝の軸方向に沿った温度分
布を一様化することが可能となり、安定して高品質の蒸
着膜を作製できるとともに、加熱効率をよくすることが
できる。
様な熱流束で加熱され、上面部中央にノズルを形成して
なる筒状の蒸発源用坩堝において、坩堝の上面および下
面を凸面に形成したため、坩堝の軸方向に沿った温度分
布を一様化することが可能となり、安定して高品質の蒸
着膜を作製できるとともに、加熱効率をよくすることが
できる。
第１図は本発明の一実施例の蒸発源用坩堝を使用した蒸
発源用装置を示し、第２図は本発明の他の実施例の蒸発
源用坩堝を使用した蒸発源用装置を示し、第３図は従来
の蒸発源用坩堝を使用した蒸発源用装置を示す。
発源用装置を示し、第２図は本発明の他の実施例の蒸発
源用坩堝を使用した蒸発源用装置を示し、第３図は従来
の蒸発源用坩堝を使用した蒸発源用装置を示す。
Claims (3)
- （１）側周面が一様な熱流束で加熱され、上面部中央に
ノズルを形成してなる筒状の蒸発源用坩堝において、坩
堝の上面および下面を凸面に形成した蒸発源用坩堝。 - （２）凸面の形状が円錐形状である請求項１記載の蒸発
源用坩堝 - （３）坩堝の形状が、長軸が蒸発方向と一致した楕円体
である請求項１記載の蒸発源用坩堝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1315601A JPH03177564A (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 蒸発源用坩堝 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1315601A JPH03177564A (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 蒸発源用坩堝 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177564A true JPH03177564A (ja) | 1991-08-01 |
Family
ID=18067316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1315601A Pending JPH03177564A (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | 蒸発源用坩堝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03177564A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030043088A (ko) * | 2001-11-27 | 2003-06-02 | (주)알파플러스 | 진공 증발원의 도가니 가열방법 |
| KR100907134B1 (ko) * | 2003-01-30 | 2009-07-09 | 오리온오엘이디 주식회사 | 유기 el용 증착장치 |
| KR100916380B1 (ko) * | 2003-02-10 | 2009-09-07 | 사천홍시현시기건유한공사 | 유기 el용 마스크 세정장치 |
-
1989
- 1989-12-04 JP JP1315601A patent/JPH03177564A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030043088A (ko) * | 2001-11-27 | 2003-06-02 | (주)알파플러스 | 진공 증발원의 도가니 가열방법 |
| KR100907134B1 (ko) * | 2003-01-30 | 2009-07-09 | 오리온오엘이디 주식회사 | 유기 el용 증착장치 |
| KR100916380B1 (ko) * | 2003-02-10 | 2009-09-07 | 사천홍시현시기건유한공사 | 유기 el용 마스크 세정장치 |
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