JPH0674500B2 - テルル化鉛薄膜の形成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、誘電体多層膜を用いた光学製品である赤外線
干渉フィルターや反射増加膜等において、好適に高屈折
物質として使用され得るテルル化鉛（以下PbTeと記す）
の薄膜の形成法に関するものである。

（従来の構成とその問題点） 従来は、誘電体多層膜を利用した光学製品において、高
屈折率物質薄膜として用いられ得るPbTe薄膜を形成する
場合には、一般的に第１図に示される真空蒸着装置が用
いられてきた。

以下、第１図を参照しながら、従来のPbTe薄膜の形成法
について説明をする。

第１図において、まず、被蒸着物である基板６を基板支
持具５で支持する一方、基板６と対向して設けられた箱
型ボート１に蒸着物質であるPbTe2を入れる。ついで、
箱型ボート１に直接電流を印加して箱型ボート１を抵抗
加熱して、箱型ボート１内のPbTe2を加熱して蒸発させ
ながら、シャッター８を開き、基板６上にPbTe2の薄膜
を形成する。そして、このとき、支柱４に設けられた水
晶式膜厚振動子７により、PbTe薄膜の膜厚を監視し、所
望の膜厚のPbTe薄膜を得ることができる。

さて、箱型ボート１の詳細な構造は、その断面形状が第
２図に示される。この箱型ボート１は、PbTe2をその凹
部に収納するだけでなく、加熱するヒータとして機能す
るが、その材質としては、高融点金属材であるモリブデ
ン、タンタル、タングステン等が用いられていた。

しかしながら、このような従来の蒸着法により形成した
PbTe薄膜を有する赤外線干渉フィルターを作製し、その
分光特性を測定すると、第３図又は第４図に示すような
結果に終わってしまった。即ち、結果として得られた赤
外線干渉フィルターの透過率は、第３図においては50〜
70％であり、更に透過率の悪いものでは、第４図に示さ
れるように30％程度の透過率を呈するに過ぎないものと
なってしまっている。

つまり、モリブデン等の材料を用いた箱型ボートを利用
した従来法で形成されたPbTe薄膜は、吸収の度合が大き
く、結果として得られた赤外線干渉フィルターの透過率
を減少させ、その作製の歩留まりを悪化させていた。

又、特開昭53−51186号公報においては、テルル化物等
の高融点材料の蒸着には、タングステン、モリブデン、
タンタル等製のボートを使用する点と、テルル等の高反
応性材料の蒸着には、白金、白金ロジウム製等のボート
を使用する点が開示されているが、各々、蒸着材料とボ
ート材料が反応し、蒸着膜の汚染やボートの断線が発生
したり、蒸着膜の良好な再現性が得られないことが指摘
されている。

以上より、従来法においては、PbTe蒸着膜を形成する際
に好適なボート材料及びその詳細な構成が何等見いださ
れていなかった。

（発明の目的） 本発明は、上記従来法の問題点を改善するため、つまり
吸収の度合の小さいPbTe薄膜を蒸着により形成し、その
PbTe薄膜を用いた赤外線干渉フィルターの透過率を増大
させ、その作製の歩留まりを向上するために、PbTe薄膜
の蒸着に好適に用い得るボートの材料及びその構成を新
たに見いだし、PbTe薄膜の形成に好適な形成法を実現す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、上記目的を達成するために、箱型ボートを用
意する工程と、前記箱型ボートの凹部に白金容器を配置
する工程と、前記白金容器中にPbTeを配置する工程と、
基板を実質的に前記PbTeが蒸発する方向に前記箱型ボー
トから離隔して配置する工程と、前記箱型ボートに通電
して加熱することにより、前記白金容器を介して、前記
PbTeを加熱して蒸発させて前記基板に蒸着させ薄膜を形
成する工程とを有するPbTe薄膜の形成法である。

（実施例の説明） 本実施例においては、従来例と同様に抵抗加熱をして真
空蒸着をする真空蒸着法について、第５図をも参照しな
がら詳細に説明する。

第５図は、本実施例において使用するボートの断面図で
あり、１は従来例と同様の箱型ボート、２は蒸着物であ
るPbTe、３はPbTeが設置される白金容器であり、箱型ボ
ート１とは別体の構造である。そして、白金容器３は、
箱型ボート１の内寸法よりも10％程度小さい大きさを有
し、箱型ボート１の凹部中に設置されている。

このように、まず白金容器３を箱型ボート１に設置し、
この白金容器３中にPbTe2を入れた後で、第１図と同様
の真空蒸着装置内に設置する。

次に、蒸着装置内を真空排気した後、箱型ボート１に通
電を開始し、箱型ボート１を抵抗加熱する。

このように箱型ボート１を加熱すると、その熱は、箱型
ボート１内の白金容器３に伝達され、この白金容器３を
介して、最終的に白金容器３内のPbTe2に伝達され、こ
の箱型ボート１の抵抗加熱を続けると、PbTe2は更に加
熱され、蒸発を開始するようになる。

次に、PbTe2の蒸発速度が一定になるように、箱型ボー
ト１に通電する電流値を調節し、第１図における基板６
上にPbTe薄膜を形成していく。

そして、従来例と同様に、PbTe薄膜の膜厚を監視しなが
ら、所望の膜厚になるまで成膜を継続し、その後終了す
る。このように成膜した場合には、箱型ボート１の断線
も発生しない。

以下、本実施例について、誘電体多層膜を有する赤外干
渉フィルターを作製した場合について詳細に説明する。

具体的には、基板として、ゲルマニウムの両面鏡面研磨
板を使用し、高屈折物質としてはPbTe、低屈折物質とし
ては硫化亜鉛（以下ZnSと記す）を用い、ゲルマニウム
基板上に、これらからなる高屈折率薄膜であるPbTe薄膜
と低屈折率薄膜であるZnS薄膜とを交互に約40層づつ積
層し、約8.5〜12.5μｍの波長範囲の光を透過する赤外
干渉フィルターを得た。

このとき、箱型ボート１はモリブデン製とし、真空度は
〜10^-6Torr、基板温度は150℃とした。

本応用例で得られたPbTe薄膜の単位長あたりの吸収係数
は、約50cm^-1であり、赤外干渉フィルター自体の分光特
性も、第６図に示されるように、透過率が85〜90％とい
う高い値を得ることができた。

次に、比較例として、別体の白金容器を用いずに箱型ボ
ート１を使用して同様な赤外干渉フィルターを作製し
た。

この比較例においては、PbTe薄膜の単位長あたりの吸収
係数は、約200cm^-1であり、赤外干渉フィルター自体の
分光特性も、第３図等に示されるような透過率が50〜70
％という低い値を得たに過ぎなかった。

このような差異の生じた原因は、解明しておらず、明確
ではないが、PbTe2の融点917℃に比較して、箱型ボート
１と別体の構成である白金容器３の白金の融点が1774℃
と極めて高いこと等から、実質的にPbTe2だけが蒸発さ
れ、吸収の少ないPbTe薄膜を形成できたと推測をしてい
る。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、箱型ボートとは別体の白金容
器中にPbTeを入れて、この白金容器を介して、PbTeを加
熱して蒸発させる構成であるため、吸収の少ないPbTe薄
膜を形成できるとともに、箱型ボートの断線も発生しな
い確実性の高いPbTe薄膜の形成法を実現できる。そし
て、このように形成されたPbTe薄膜を赤外干渉フィルタ
ー等に適用した場合、透過率を効果的に向上することが
でき、分光特性に優れた光学製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な真空蒸着装置の断面図、第２図は従来
の箱型ボートの断面図、第３図及び第４図は従来法によ
る赤外干渉フィルターの分光特性図、第５図は本発明の
実施例における箱型ボートの断面図、第６図は本発明の
応用例による赤外干渉フィルターの分光特性図である。 １……箱型ボート、２……PbTe、３……白金容器、４…
…支柱、５……基板支持具、６……基板、７……水晶式
膜厚振動子、８……シャッター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 拓弘 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−51186（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】箱型ボートを用意する工程と、前記箱型ボ
   ートの凹部に白金容器を配置する工程と、前記白金容器
   中にテルル化鉛を配置する工程と、基板を実質的に前記
   テルル化鉛が蒸発する方向に前記箱型ボートから離隔し
   て配置する工程と、前記箱型ボートに通電して加熱する
   ことにより、前記白金容器を介して、前記テルル化鉛を
   加熱して蒸発させて前記基板に蒸着させ薄膜を形成する
   工程とを有するテルル化鉛薄膜の形成法。