JPH0443414B2 - - Google Patents
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- JPH0443414B2 JPH0443414B2 JP61010516A JP1051686A JPH0443414B2 JP H0443414 B2 JPH0443414 B2 JP H0443414B2 JP 61010516 A JP61010516 A JP 61010516A JP 1051686 A JP1051686 A JP 1051686A JP H0443414 B2 JPH0443414 B2 JP H0443414B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/243—Crucibles for source material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、分子線エピタキシ成長装置などに用
いる真空蒸着用蒸発源に関するものである。
いる真空蒸着用蒸発源に関するものである。
真空蒸着用蒸発源の基本的構造は、第９図に示
されるように、（例えば特開昭59−45994号公報参
照）、溶融金属であるソース物質１を入れたルツ
ボ２が支柱４で下方から支持され、ルツボ２の外
周に抵抗加熱手段や高周波誘導加熱手段などの加
熱源６が周設され、加熱源６の外周囲および下部
には輻射熱シールド板７，８が配置され、その周
りを外壁９が取り囲む構造となつている。なお、
符号３はルツボ２の温度を測定するための熱電
対、符号７Ａ，８Ａは、シールド板７，８をそれ
ぞれ支持するための支持部材である。
されるように、（例えば特開昭59−45994号公報参
照）、溶融金属であるソース物質１を入れたルツ
ボ２が支柱４で下方から支持され、ルツボ２の外
周に抵抗加熱手段や高周波誘導加熱手段などの加
熱源６が周設され、加熱源６の外周囲および下部
には輻射熱シールド板７，８が配置され、その周
りを外壁９が取り囲む構造となつている。なお、
符号３はルツボ２の温度を測定するための熱電
対、符号７Ａ，８Ａは、シールド板７，８をそれ
ぞれ支持するための支持部材である。
このような構造の真空蒸着用蒸発源において、
加熱源６によつて加熱されたソース物質１は、分
子線状となつてあるものは直接噴射口であるルツ
ボ開口部２Ａより飛び出し、あるものはルツボ壁
面２Ｂに付着し、再度その場所から再蒸発する。
このときルツボ壁面２Ｂの温度がソース物質１の
蒸発温度よりも低い場合には、ソース物質１はル
ツボ壁面２Ｂに付着堆積する。この壁面２Ｂに付
着したソース物質が落下すると、ソース物質が粒
子状で飛び出すという突沸現象を起こし、これが
蒸着薄膜に付着すると膜の欠陥原因となる。
加熱源６によつて加熱されたソース物質１は、分
子線状となつてあるものは直接噴射口であるルツ
ボ開口部２Ａより飛び出し、あるものはルツボ壁
面２Ｂに付着し、再度その場所から再蒸発する。
このときルツボ壁面２Ｂの温度がソース物質１の
蒸発温度よりも低い場合には、ソース物質１はル
ツボ壁面２Ｂに付着堆積する。この壁面２Ｂに付
着したソース物質が落下すると、ソース物質が粒
子状で飛び出すという突沸現象を起こし、これが
蒸着薄膜に付着すると膜の欠陥原因となる。
このような欠陥を防ぐために、従来では、第１
０図に示されるように、ルツボ開口部２Ａに小孔
１２Ａを有するふた１２を設けたり、第１１図に
示されるように、ルツボ２の壁面に仕切り板１４
を突設して粒子状のソース物質がルツボ外に飛び
出すのを防止するようにしていた。
０図に示されるように、ルツボ開口部２Ａに小孔
１２Ａを有するふた１２を設けたり、第１１図に
示されるように、ルツボ２の壁面に仕切り板１４
を突設して粒子状のソース物質がルツボ外に飛び
出すのを防止するようにしていた。
ところが、ふた１２や仕切り板１４の壁面温度
がソース物質１の蒸発温度よりも低い場合には、
前述したようにソース物質がそれらに付着堆積
し、ソース物質飛び出し路である小孔１２Ａや仕
切り板１４，１４間の隙き間を狭ばめ、均一な蒸
発量を得られなくなつて蒸発膜の膜質低下にもつ
ながる。
がソース物質１の蒸発温度よりも低い場合には、
前述したようにソース物質がそれらに付着堆積
し、ソース物質飛び出し路である小孔１２Ａや仕
切り板１４，１４間の隙き間を狭ばめ、均一な蒸
発量を得られなくなつて蒸発膜の膜質低下にもつ
ながる。
このような現象を防止するために、従来では、
第１２図および第１３図に示されるように、ルツ
ボ２開口部２Ａ部分の温度を他の部位より高くす
る技術が知られている。第１２図，第１３図は、
加熱源６として抵抗加熱手段を用いる場合であ
り、第１２図は特公昭59−15379号に係る技術で、
ルツボ開口部２Ａ付近のヒータ６Ａをルツボ内下
方部位のヒータ６Ｂよりも密に巻くことによりル
ツボ開口部２Ａにおける温度の低下を防ぐように
なつており、第１３図に示す技術では、縦方向
（上下方向）にヒータを複数個６Ｃ〜６Ｅに分け、
それぞれのヒータ６Ｃ〜６Ｅに流す電流を調節す
ることにより、ルツボ開口部２Ａ付近における温
度の低下を防止するようになつている。
第１２図および第１３図に示されるように、ルツ
ボ２開口部２Ａ部分の温度を他の部位より高くす
る技術が知られている。第１２図，第１３図は、
加熱源６として抵抗加熱手段を用いる場合であ
り、第１２図は特公昭59−15379号に係る技術で、
ルツボ開口部２Ａ付近のヒータ６Ａをルツボ内下
方部位のヒータ６Ｂよりも密に巻くことによりル
ツボ開口部２Ａにおける温度の低下を防ぐように
なつており、第１３図に示す技術では、縦方向
（上下方向）にヒータを複数個６Ｃ〜６Ｅに分け、
それぞれのヒータ６Ｃ〜６Ｅに流す電流を調節す
ることにより、ルツボ開口部２Ａ付近における温
度の低下を防止するようになつている。
また、第１４図は加熱源６として高周波誘導加
熱手段を用いる場合であり、ルツボ壁の厚さを縦
方向（上下方向）に変化させ、すなわちルツボ底
からルツボ開口部２Ａ付近に近づくほど壁の厚さ
を薄くすることにより、ルツボ開口部２Ａ付近の
温度の低下を防止するようになつている。
熱手段を用いる場合であり、ルツボ壁の厚さを縦
方向（上下方向）に変化させ、すなわちルツボ底
からルツボ開口部２Ａ付近に近づくほど壁の厚さ
を薄くすることにより、ルツボ開口部２Ａ付近の
温度の低下を防止するようになつている。
しかし、前記したような従来技術では、次のよ
うな問題点を有している。
うな問題点を有している。
まず、第１２図に示すヒータ線を密に巻く技術
では、隣接ヒータ同士の接触のおそれがあるた
め、ヒータを密に巻くことには限度があり、望む
ような温度分布を得ることは難しい。これは現状
では高温下で脱ガスの少ない絶縁材料がないこと
も不利な点である。また、第１３図に係る技術で
は、望むような温度分布を自由に実現できるが、
各ヒータ６Ｃ〜６Ｅを制御する制御機器がそれぞ
れ必要で、非常に高価な装置となる。また、第１
４図に示す高周波誘導加熱手段を用いた技術で
は、ルツボ２が金属製でなければ目的とする温度
分布を得ることはできない。特に現在MBE装置
の分子線源として用いられるルツボには、PBN
製のものが用いられており、誘導加熱手段では適
切な温度分布を得ることはできない。
では、隣接ヒータ同士の接触のおそれがあるた
め、ヒータを密に巻くことには限度があり、望む
ような温度分布を得ることは難しい。これは現状
では高温下で脱ガスの少ない絶縁材料がないこと
も不利な点である。また、第１３図に係る技術で
は、望むような温度分布を自由に実現できるが、
各ヒータ６Ｃ〜６Ｅを制御する制御機器がそれぞ
れ必要で、非常に高価な装置となる。また、第１
４図に示す高周波誘導加熱手段を用いた技術で
は、ルツボ２が金属製でなければ目的とする温度
分布を得ることはできない。特に現在MBE装置
の分子線源として用いられるルツボには、PBN
製のものが用いられており、誘導加熱手段では適
切な温度分布を得ることはできない。
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、ルツボの開口部における
著しい温度低下を抑制することにより、ルツボ内
の温度分布を均一化して突沸現象がなく、噴射分
子線量を均一化することにより、蒸着膜の膜質の
向上を図ることにある。
たもので、その目的は、ルツボの開口部における
著しい温度低下を抑制することにより、ルツボ内
の温度分布を均一化して突沸現象がなく、噴射分
子線量を均一化することにより、蒸着膜の膜質の
向上を図ることにある。
次に、実施例を示す図面の一部（第１図〜第４
図、第７図〜第８図）を参照して本発明を説明す
る。
図、第７図〜第８図）を参照して本発明を説明す
る。
蒸発金属を入れるルツボ２の外周囲にヒータを
配設した真空蒸着用蒸発源において、ヒータ１
２，２２，３２をつづら折り形状とし、その直線
部をルツボ縦方向に一致するように配置し、かつ
ルツボ開口部２Ａ外周位置にてヒータの上端蛇行
部１２Ａを半径方向外方に折り曲げる。
配設した真空蒸着用蒸発源において、ヒータ１
２，２２，３２をつづら折り形状とし、その直線
部をルツボ縦方向に一致するように配置し、かつ
ルツボ開口部２Ａ外周位置にてヒータの上端蛇行
部１２Ａを半径方向外方に折り曲げる。
また。ルツボ開口部２Ａ外周位置にてヒータを
半径方向外方に折り曲げるとともに、下方に折り
返し、ルツボ開口部２Ａ外周囲をヒータが二重に
取り囲むようにする（第３図、第４図参照）。
半径方向外方に折り曲げるとともに、下方に折り
返し、ルツボ開口部２Ａ外周囲をヒータが二重に
取り囲むようにする（第３図、第４図参照）。
さらに、ヒータの二重配置部を内側ヒータ３２
B1と外側ヒータ３２B2とが互いに重ならない構
造とする（第７図、第８図参照）。
B1と外側ヒータ３２B2とが互いに重ならない構
造とする（第７図、第８図参照）。
ルツボ開口部２Ａ外周囲のヒータによる加熱量
は、ルツボ底部外周囲のヒータによる加熱量より
も大きいので、ルツボ開口部２Ａでの著しい温度
に低下がない。
は、ルツボ底部外周囲のヒータによる加熱量より
も大きいので、ルツボ開口部２Ａでの著しい温度
に低下がない。
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示すものである。
示すものである。
符号２は溶融金属であるソース物質１を入れる
ためのルツボで、このルツボ２の外周囲には第５
図に示されるようなつづら折り形状に形成された
箔ヒータ１２が直線部が上下方向となるように配
置されている。箔ヒータ１２の上端蛇行部１２Ａ
は、半径方向外方に折り曲げられて、ルツボ２の
開口部２Ａ外周に形成されている鍔部２Ｃ下面に
沿つて放射状にのびている。真空蒸着用蒸発源を
構成するその他の部分は、従来の基本構造（第９
図参照）と同一であるため、その説明は省略す
る。
ためのルツボで、このルツボ２の外周囲には第５
図に示されるようなつづら折り形状に形成された
箔ヒータ１２が直線部が上下方向となるように配
置されている。箔ヒータ１２の上端蛇行部１２Ａ
は、半径方向外方に折り曲げられて、ルツボ２の
開口部２Ａ外周に形成されている鍔部２Ｃ下面に
沿つて放射状にのびている。真空蒸着用蒸発源を
構成するその他の部分は、従来の基本構造（第９
図参照）と同一であるため、その説明は省略す
る。
ルツボ２の開口部２Ａ付近は、ルツボ２内の他
の部分に比べて温度が低くなつていることは、従
来技術の中で既に説明しているが、ルツボ２には
鍔２Ｃが設けられていることが一般的であり、従
来はこの鍔２Ｃを特に加熱するヒータが設けられ
ていないのが普通である。したがつて、ルツボ２
に鍔２Ｃがあることは、ルツボ開口部２Ａ付近の
温度を一層下げる要因ともなつている。しかし、
本実施例では、ヒータ１２を上端部で折り曲げて
鍔２Ｃに沿つて配設するようにしたので、鍔２Ｃ
の加熱も行われ、ルツボ開口部２Ａ付近での極端
な温度低下が抑制され、ルツボ２内の温度分布を
良好なものにすることができる。
の部分に比べて温度が低くなつていることは、従
来技術の中で既に説明しているが、ルツボ２には
鍔２Ｃが設けられていることが一般的であり、従
来はこの鍔２Ｃを特に加熱するヒータが設けられ
ていないのが普通である。したがつて、ルツボ２
に鍔２Ｃがあることは、ルツボ開口部２Ａ付近の
温度を一層下げる要因ともなつている。しかし、
本実施例では、ヒータ１２を上端部で折り曲げて
鍔２Ｃに沿つて配設するようにしたので、鍔２Ｃ
の加熱も行われ、ルツボ開口部２Ａ付近での極端
な温度低下が抑制され、ルツボ２内の温度分布を
良好なものにすることができる。
第３図、第４図、第５図は、本発明の第２の実
施例を示すものである。
施例を示すものである。
これらの図において、この第２の実施例に用い
られているヒータ２２は、前記第１の実施例のヒ
ータ１２と同様につづら折り形状に形成されると
ともに、上端蛇行部２２Ａを第５図P1位置で外
方に折り曲げるとともに、さらにP2位置で下方
に折り曲げてヒータ２２上端部を第４図に示すよ
うに折り返した構造となつており、ヒータ２２は
鍔部２Ｃに下面沿つて延びるとともに、ルツボ開
口部２Ａの外周囲を二重に取り囲むように配置さ
れている。
られているヒータ２２は、前記第１の実施例のヒ
ータ１２と同様につづら折り形状に形成されると
ともに、上端蛇行部２２Ａを第５図P1位置で外
方に折り曲げるとともに、さらにP2位置で下方
に折り曲げてヒータ２２上端部を第４図に示すよ
うに折り返した構造となつており、ヒータ２２は
鍔部２Ｃに下面沿つて延びるとともに、ルツボ開
口部２Ａの外周囲を二重に取り囲むように配置さ
れている。
本実施例によれば、前記第１の実施例よりもル
ツボ開口部２Ａにおける温度の低下を抑えるうえ
で効果がある。
ツボ開口部２Ａにおける温度の低下を抑えるうえ
で効果がある。
第６図、第７図、第８図は、本発明の第３の実
施例を示すものである。
施例を示すものである。
この第３の実施例に用いられているヒータ３２
は、前記第２の実施例に用いた箔ヒータ２２と同
様のつづら折り形状の箔ヒータであつて、上端蛇
行部３２Ａが第８図符号P3，P4位置で折り曲げ
られて折り返された構造となつているが、直線部
３２Ｂは折り曲げ部P3，P4位置で屈曲（屈曲部
は符号３２B′で示す）しており、すなわちヒー
タは折り返し部でルツボ外周囲周方向（第８図左
右方向）に変位し、第７図に示すようにヒータの
内側直線部３２B1と外側直線部３２B2とは放射
方向に互いに重ならないようになつている。
は、前記第２の実施例に用いた箔ヒータ２２と同
様のつづら折り形状の箔ヒータであつて、上端蛇
行部３２Ａが第８図符号P3，P4位置で折り曲げ
られて折り返された構造となつているが、直線部
３２Ｂは折り曲げ部P3，P4位置で屈曲（屈曲部
は符号３２B′で示す）しており、すなわちヒー
タは折り返し部でルツボ外周囲周方向（第８図左
右方向）に変位し、第７図に示すようにヒータの
内側直線部３２B1と外側直線部３２B2とは放射
方向に互いに重ならないようになつている。
この第３の実施例では、前記第２の実施例より
もルツボ開口部２Ａの温度の低下を抑制するうえ
でさらに一層の効果がある。特に、内外ヒータ３
２B1，３２B2は放射方向にほとんど重ならない
ので、ヒータ効率の向上が期待できる。したがつ
て、ヒータ表面の温度をそれだけ下げることがで
きるので、膜質に有毒なガスのヒータ表面からの
放出を抑制でき、膜質の向上も図ることができ
る。
もルツボ開口部２Ａの温度の低下を抑制するうえ
でさらに一層の効果がある。特に、内外ヒータ３
２B1，３２B2は放射方向にほとんど重ならない
ので、ヒータ効率の向上が期待できる。したがつ
て、ヒータ表面の温度をそれだけ下げることがで
きるので、膜質に有毒なガスのヒータ表面からの
放出を抑制でき、膜質の向上も図ることができ
る。
なお、前記第１〜第３の実施例では、いずれも
薄板状の箔ヒータを用いているが、箔ヒータに代
えて線ヒータとしてもよい。また、前記第１〜第
３の実施例では、ヒータ上端蛇行部１２Ａ，２２
Ａ，３２Ａを略直角状態に折り曲げるようになつ
ているが、円弧状に折り曲げるように構成しても
よい。
薄板状の箔ヒータを用いているが、箔ヒータに代
えて線ヒータとしてもよい。また、前記第１〜第
３の実施例では、ヒータ上端蛇行部１２Ａ，２２
Ａ，３２Ａを略直角状態に折り曲げるようになつ
ているが、円弧状に折り曲げるように構成しても
よい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、ルツボ開口部付近の温度の低下を抑制するこ
とができるので、ルツボ開口部内周壁へのソース
物質の付着堆積がなくなり、均一なソース物質の
噴射を行うことができ、その結果蒸着膜の膜質を
向上することができる。
ば、ルツボ開口部付近の温度の低下を抑制するこ
とができるので、ルツボ開口部内周壁へのソース
物質の付着堆積がなくなり、均一なソース物質の
噴射を行うことができ、その結果蒸着膜の膜質を
向上することができる。
第１図は本発明の第１の実施例の要部縦断面
図、第２図はその斜視図、第３図は本発明の第２
の実施例の要部縦断面図、第４図はその一部拡大
図、第５図は第２の実施例に用いられるヒータの
展開図、第６図は本発明の第３の実施例の要部縦
断面図、第７図は第６図に示す線−に沿
う断面図、第８図は第３の実施例に用いられるヒ
ータの展開図、第９図は従来の真空蒸着用蒸発源
の基本構造を示す縦断面図、第１０図〜第１４図
は従来の真空蒸着用蒸発源の要部縦断面図であ
る。 １……溶融金属であるソース物質、２……ルツ
ボ、２Ａ……噴射口であるルツボ開口部、２Ｃ…
…鍔、１２，２２，３２……箔状ヒータ、１２
Ａ，２２Ａ，３２Ａ……ヒータの上端蛇行部、１
２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ……ヒータの直線部、３２
B1……内側ヒータ、３２B2……外側ヒータ、P1，
P2，P3，P4……折り曲げ部。
図、第２図はその斜視図、第３図は本発明の第２
の実施例の要部縦断面図、第４図はその一部拡大
図、第５図は第２の実施例に用いられるヒータの
展開図、第６図は本発明の第３の実施例の要部縦
断面図、第７図は第６図に示す線−に沿
う断面図、第８図は第３の実施例に用いられるヒ
ータの展開図、第９図は従来の真空蒸着用蒸発源
の基本構造を示す縦断面図、第１０図〜第１４図
は従来の真空蒸着用蒸発源の要部縦断面図であ
る。 １……溶融金属であるソース物質、２……ルツ
ボ、２Ａ……噴射口であるルツボ開口部、２Ｃ…
…鍔、１２，２２，３２……箔状ヒータ、１２
Ａ，２２Ａ，３２Ａ……ヒータの上端蛇行部、１
２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ……ヒータの直線部、３２
B1……内側ヒータ、３２B2……外側ヒータ、P1，
P2，P3，P4……折り曲げ部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 蒸発金属を入れるルツボの外周囲にヒータを
配設した真空蒸着用蒸発源において、前記ヒータ
はつづら折り形状とされるとともに、つづら折り
形状直線部がルツボ縦方向となるように配置さ
れ、かつルツボ開口部外周位置にてヒータが外方
に折り曲げられていることを特徴とする真空蒸着
用蒸発源。 ２ 前記ヒータはルツボ開口部外周位置にて外方
へ折り曲げられるとともに、折り返されてルツボ
開口部外周囲をヒータが二重に取り囲んでいるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空
蒸着用蒸発源。 ３ 前記ヒータの二重配置部は、内側ヒータと外
側ヒータの直線部が互いに周方向にオフセツト配
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の真空蒸着用蒸発源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010516A JPS62169321A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 真空蒸着用蒸発源 |
| GB8700146A GB2186169B (en) | 1986-01-21 | 1987-01-06 | Molecular beam source |
| FR878700597A FR2593344B1 (fr) | 1986-01-21 | 1987-01-20 | Source de faisceaux moleculaires |
| US07/005,846 US4748315A (en) | 1986-01-21 | 1987-01-21 | Molecular beam source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010516A JPS62169321A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 真空蒸着用蒸発源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169321A JPS62169321A (ja) | 1987-07-25 |
| JPH0443414B2 true JPH0443414B2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61010516A Granted JPS62169321A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 真空蒸着用蒸発源 |
Country Status (4)
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