JPH04214857A - 真空成膜装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸着条件が異なる複数
の蒸着材料を同時に蒸着して成膜するに好適な真空成膜
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の真空成膜装置は、例えば
図７に示すとおり、真空成膜容器１に、複数個の蒸着源
２、３と、基板ホルダ４と、基板加熱ヒータ５とを内蔵
すると共に、排気バルブ９と、真空ポンプ１０とを備え
て大略構成される。蒸着源２、３の各々は、図示しない
が、蒸着材料と、るつぼと、加熱ヒータとで構成される
（以下「蒸着源」と言えば、かかる構成のものを指すも
のとする）。

【０００３】上記の如く構成された真空成膜装置は、真
空成膜容器１内を排気バルブ９と真空ポンプ１０とによ
り真空にし、その後、各蒸着源２、３を独立制御して各
蒸着材料を蒸発させ、各蒸気が基板ホルダ４に固定され
た基板上に蒸着して成膜する、いわゆるＭＳＤ法が採用
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで複数の蒸着材
料を用いて同時に蒸着して成膜する場合、上記従来の真
空成膜装置によれば、各蒸着材料の蒸着条件が略同一で
あるときは支障なく成膜できるが、逆に各蒸着材料の蒸
着条件が大きく異なるときは成膜が困難となる。

【０００５】例えばＥＬ素子の発光層であるＺｎＳ：Ｍ
ｎやＣａＳ：ＥｕやＳｒＳ：Ｃｅ若しくはフォトセンサ
や太陽電池やＴＦＴであるＣｄＳ／ＩｎＰやＣｄＳやＰ
ｂＳ、ＬＥＤの発光層であるＧａＰ又は放射線ディテク
タ素子であるＩｎＰやＨｇｘ　Ｃｄ１−ｘ　ＴｅやＮａ
Ｉ、光電面材料であるＣｓＩやＣｕＩ等の薄膜を成膜す
る場合である。

【０００６】これら蒸着材料Ｓ、Ｐ、Ｈｇ、Ｉ等の蒸着
条件は、相手側蒸着材料Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｓｒ
、Ｃｅ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｎａ等の蒸着
条件と異なり、これらの同時蒸着は困難である。

【０００７】例えば硫化物薄膜を成膜する場合、Ｓは他
の蒸着材料Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｃｄ
、Ｐｂと比較し、基板に対する付着確率が小さく、この
ため、他の蒸着材料よりもＳを多量に蒸発させる必要が
ある。またＳは他の蒸着材料よりも蒸気圧が高いという
点がある。

【０００８】かかるＳを他の蒸着材料と共に、従来の真
空成膜装置のるつぼ内に納め、成膜しようとすると、先
ず蒸発量が多いため、るつぼ内での溶融硫黄の液面変化
が大きくなり、このるため蒸発量が一定しなくなる。ま
た、るつぼへの材料補給頻度も多くなるので、補給の都
度、真空成膜容器１内を大気にさらす。このため保守に
伴う生産効率の低下が生ずる。

【０００９】またＳは、蒸気圧が高いため、比較的低温
（３００度Ｃ以下）で蒸発させるが、他の蒸着材料の蒸
着源が高温であるため、この熱の影響を受けてＳの蒸発
量が変化し、このため再現性が低下するという不都合も
生ずる。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
蒸着条件が異なる複数の蒸着材料を同時に蒸着して成膜
し得る真空成膜装置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】上記目的を達成するため
、本発明に係わる真空成膜装置は、図１に示すように、
蒸着源２、３を内蔵する真空成膜容器１（即ち、従来の
真空成膜装置、以下同様）の外部に他の単体の蒸着材料
を内蔵する容器６を備え、この容器６内と前記真空成膜
容器１内とを蒸気導入配管７で接続する構成とした。

【００１１】さらにこの構成において、図２に示すよう
に、蒸気導入配管７はヒータ１１を具備する構成であっ
てもよい。

【００１２】

【作用】上記第１発明の構成によれば、蒸着条件が異な
る複数の蒸着材料の内、殊に異なる蒸着材料（例えば上
記従来技術の欄で説明した各種薄膜複合材料におけるＳ
、Ｐ、Ｈｇ、Ｉ等）は、外部容器６内に納められて制御
される。この容器６からの蒸気は蒸気導入配管７を経て
真空成膜容器１内（即ち、従来の真空成膜装置内）へ導
入される。

【００１３】第２発明の構成によれば、蒸気導入配管７
に備えたヒータ１１で該蒸気導入配管７を加熱すること
により、該蒸気の蒸気導入配管７内部での凝集を防止す
ることができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図１〜図５を参照して
説明する。第１発明の実施例を図毎に項目列挙する。

【００１５】図１は、従来の真空成膜装置の真空成膜容
器１の下方外部に容器６を別途配設し、この容器６の上
部から、直線状の蒸気導入配管７を前記真空成膜容器１
内へ導入した構成となっている。尚、先に「蒸着源」に
はヒータが含まれる構成と定義したが、本図でのヒータ
８は容器６に外環した構成として特別明示した（以下各
図も同様）。また、従来技術の真空成膜装置１の構成に
ついては、既に図７で説明済みであるため、その説明を
省略する（以下同様）。

【００１６】図２は、容器６を従来の真空成膜装置に側
設し、蒸気導入配管７も適宜形状に曲げた例である。

【００１７】また、従来の真空成膜装置への他への適用
も当然可能である。例えば蒸着源２、３は電子ビーム蒸
着装置１２であってもよく（図３）、スパッタ装置であ
ってもよく（図５）又は他の真空成膜装置であってもよ
い。

【００１８】図５は容器６の下部に凹部を備え、この中
にヒータ８を内環したものであり、その他、内蔵する等
、適宜配置すればよい。

【００１９】図６は、図１の実施例の構成において、蒸
気導入配管７の管路途中にバルブ１４を備えた例である
。ヒータ８の温度自体を制御すれば、このようなバルブ
１４の必要もないが、このバルブ１４を備えれば、より
効果的に本発明を利用することができる。もっとも、図
示しないが、真空成膜容１内には真空計が備えられ、こ
の検知圧力に基づき、ヒータ８の加熱制御やバルブ１４
の開閉制御がなされることになる。

【００２０】第２発明は、総ての図に記載されている。 即ち、図１〜図６において、各蒸気導入配管７にはヒー
タ１１が追設されている。このヒータ１１はなくてもよ
いが、実際作業では追設した方が、蒸気導入配管７内で
の蒸気の凝集を防止する効果がある。さらに、かかる効
果により、配管延長を長くでき、該装置の場積等を適宜
アレンジすることが可能となる。

【００２１】以下上記実施例の効果を実験成績で示す。 実験は、図１の第１発明の実施例により、硫化物薄膜（
薄膜ＥＬ素子の発光層であるＺｎＳ：Ｍｎ）を成膜した
ものである。ガラス基板に透明電極と絶縁層とを蒸着し
た後、このガラス基板を真空成膜容器１内の基板ホルダ
４に取り付ける。蒸着源２にはＺｎ、蒸着源３にはＭｎ
をそれぞれ蒸着材料として充填し、外部の容器６にはＳ
を充填した。

【００２２】真空ポンプ１０を駆動して真空成膜容器１
内と外部容器６内との空気を排出する。次に蒸着源２、
３と容器６の蒸着源とをそれぞれ独立制御しつつ加熱す
ると、該真空成膜容器１内ではＺｎとＭｎとの蒸気が発
生し、他方容器６ではＳの蒸気が発生する。蒸気Ｓは蒸
気導入配管７を経て真空成膜容器１内に導入される。真
空成膜容器１内での各蒸気Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓはガラス基板
上で化学結合し、発光層ＺｎＳ：Ｍｎを成膜する。

【００２３】かかる実験では、従来と比較し、再現性の
よい薄膜を成膜できると共に、制御自体が容易であり、
またＳの補充回数も少なくて済むようになった（上記実
験では従来の１／８であった）。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明の真空成
膜装置によれば、従来の真空成膜装置の外部に蒸着源用
の容器と連結用蒸気導入配管とを追設した構成であるた
め、該外部容器内の蒸着材料は、真空成膜装置から影響
を受けることなく、独立制御することができる。このた
め、蒸着条件が異なる複数の蒸着材料を同時複合成膜し
ても、所定の薄膜を再現性よく、かつ、経済的に製造す
ることが可能となる。

【００２５】第２発明の真空成膜装置によれば、蒸気導
入配管内での目詰まりを防止することができる。従って
、配管延長を長くすることも可能となり、該装置全体の
場積を適宜アレンジすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１及び第２発明の第１実施例である真空成
膜装置の概略構成図である。

【図２】本第１及び第２発明の第２実施例である真空成
膜装置の概略構成図である。

【図３】本第１及び第２発明を適用できる他の従来の真
空成膜装置例を示す図である。

【図４】本第１及び第２発明を適用できる他の従来の真
空成膜装置例を示す図である。

【図５】本第１及び第２発明の第３実施例である真空成
膜装置の概略構成図である。

【図６】本第１及び第２発明の第４実施例である真空成
膜装置の概略構成図である。

【図７】従来の真空成膜装置例の概略構成図である。

【符号の説明】

１　　真空成膜容器 ６　　外部容器 ７　　蒸気導入配管 １１　　ヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蒸着源を内蔵する真空成膜容器１の外
   部に他の単体の蒸着材料を内蔵する容器６を備え、この
   容器６内と前記真空成膜容器１内とを蒸気導入配管７で
   接続した構成を特徴とする真空成膜装置。
2. 【請求項２】　　蒸気導入配管７はヒータ１１を具備す
   ること特徴とする請求項１記載の真空成膜装置。