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JP3020668B2 - Metal halide gas generating method, film forming method, and film forming apparatus - Google Patents

Metal halide gas generating method, film forming method, and film forming apparatus

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Publication number
JP3020668B2
JP3020668B2 JP3218385A JP21838591A JP3020668B2 JP 3020668 B2 JP3020668 B2 JP 3020668B2 JP 3218385 A JP3218385 A JP 3218385A JP 21838591 A JP21838591 A JP 21838591A JP 3020668 B2 JP3020668 B2 JP 3020668B2
Authority
JP
Japan
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film
gas
evaporation source
reaction chamber
metal halide
Prior art date
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Application number
JP3218385A
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Japanese (ja)
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Inventor
誠 渡邉
雅英 秋山
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属ハロゲン化ガスの
生成方法及びこの金属ハロゲン化ガスの生成方法を用い
た成膜方法並びにこの成膜方法に直接使用する成膜装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a metal halide gas, a method for forming a film using the method for generating a metal halide gas, and a film forming apparatus directly used in the method.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、被成膜体に金属酸化物膜を生成する
装置としては、例えば、特開昭59−98726号公報
等に開示されるような成膜装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for forming a metal oxide film on an object to be formed, for example, a film forming apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-98726 is known.

【0003】図5は、このような成膜装置を示すもの
で、符合11は、膜を生成するための容器である円筒状
の水冷ジャケットを示している。この水冷ジャケット1
1の内部、即ち、反応室13内には、雰囲気温度の均一
化を図るため円筒状のグラファイトインナーケース15
が収容され、このグラファイトインナーケース15と水
冷ジャケット11との間には、反応室13を加熱するた
めのカーボンからなるヒータ17が装備されている。グ
ラファイトインナーケース15は複数のケース片を連結
して形成されている。また、反応室13のグラファイト
インナーケース15内には、膜が生成される被成膜体1
9が収容されている。
FIG. 5 shows such a film forming apparatus. Reference numeral 11 denotes a cylindrical water-cooled jacket which is a container for forming a film. This water-cooled jacket 1
1, that is, inside the reaction chamber 13, a cylindrical graphite inner case 15 for uniformizing the ambient temperature.
A heater 17 made of carbon for heating the reaction chamber 13 is provided between the graphite inner case 15 and the water cooling jacket 11. The graphite inner case 15 is formed by connecting a plurality of case pieces. Further, in the graphite inner case 15 of the reaction chamber 13, the object 1 on which a film is to be formed is formed.
9 are accommodated.

【0004】そして、水冷ジャケット11の上下には、
水冷ジャケット11を閉塞するための蓋部材21,23
が配置されており、その上側蓋部材21には、例えば、
Si,C等を含有する金属ハロゲン化ガスを導入するた
めのガス導入路25が形成され、下側蓋部材23には、
反応が生じた後の不要な排ガスを導出するためのガス導
出路27が形成されている。
[0004] Above and below the water cooling jacket 11,
Lid members 21 and 23 for closing water cooling jacket 11
Is disposed, and the upper lid member 21 has, for example,
A gas introduction passage 25 for introducing a metal halide gas containing Si, C, etc. is formed.
A gas lead-out passage 27 for leading out unnecessary exhaust gas after the reaction has occurred is formed.

【0005】以上のように構成された成膜装置では、反
応室13の水冷ジャケット11内に被成膜体19を収容
し、ヒータ17により反応室13内を所定温度に加熱
し、所望の組成の膜を析出するため、各組成成分を含有
する金属ハロゲン化ガスを、ArやH2 等のキャリアー
ガスにより導入路25から反応室13内に導入し、その
導入量,流速,析出温度,炉内圧力等を制御することに
より、被成膜体19に所望の膜を生成させることができ
る。
In the film forming apparatus configured as described above, the film-forming body 19 is accommodated in the water-cooled jacket 11 of the reaction chamber 13, and the inside of the reaction chamber 13 is heated to a predetermined temperature by the heater 17. In order to deposit the film, a metal halide gas containing each component is introduced into the reaction chamber 13 from the introduction path 25 by a carrier gas such as Ar or H 2 , and the introduced amount, flow rate, deposition temperature, furnace By controlling the internal pressure and the like, a desired film can be formed on the film-forming body 19.

【0006】ところで、上記の成膜装置を使用して被成
膜体19に所望の膜を生成する場合には、高純度の金属
ハロゲン化ガスが使用されるが、このような金属ハロゲ
ン化ガスは、大規模なプラントで何回も反応を行わせて
工業的に量産されている。
When a desired film is formed on the film-forming body 19 using the film forming apparatus, a high-purity metal halide gas is used. Has been industrially mass-produced by reacting many times in a large-scale plant.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
のような従来の成膜装置で使用される金属ハロゲン化ガ
スは、非常に高価であるという問題があった。また、金
属ハロゲン化ガスの種類が少なく、被成膜体19に所望
する膜を生成することが困難な場合があるという問題が
あった。
However, there is a problem that the metal halide gas used in the above-mentioned conventional film forming apparatus is very expensive. In addition, there is a problem that it is difficult to form a desired film on the film-forming body 19 in some cases because there are few kinds of metal halide gases.

【0008】さらに、従来の成膜装置では、金属ハロゲ
ン化ガスの導入量,流速,析出温度、炉内圧力等を制御
する必要があるが、このためには、高価な制御ユニット
や十分な蒸気圧を得るための部分的な加熱手段が必要と
なり、装置自体が大型化し、コスト高になるという問題
があった。
Further, in the conventional film forming apparatus, it is necessary to control the introduction amount, flow rate, deposition temperature, furnace pressure, etc. of the metal halide gas, but this requires an expensive control unit and sufficient steam. There is a problem that a partial heating means for obtaining the pressure is required, and the apparatus itself is increased in size and cost is increased.

【0009】本発明は、所望する金属ハロゲン化ガスを
安価、かつ、容易に得ることができる金属ハロゲン化ガ
スの生成方法を提供するとともに、この方法を用いて安
価、かつ、容易に金属酸化物膜を生成することができる
成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a method for producing a metal halide gas which can easily and inexpensively obtain a desired metal halide gas, and uses this method to produce a metal oxide gas at a low cost and easily. It is an object to provide a film forming method and a film forming apparatus capable of forming a film.

【0010】[0010]

【問題点を解決するための手段】本発明の金属ハロゲン
化ガスの生成方法は、Zrを含有する金属酸化物および
炭素からなる蒸発源を内部に収容した反応室内に、ハロ
ゲン含有ガス(金属を含まず)を導入するとともに、前
記蒸発源を1150〜1400℃に加熱し、前記ハロゲ
ン含有ガスと前記蒸発源とを反応させて金属ハロゲン化
ガスを生成する方法である。
According to the method for producing a metal halide gas of the present invention, a halogen-containing gas (metal is contained) is contained in a reaction chamber containing an evaporation source composed of a metal oxide containing Zr and carbon. (Not included)) and heating the evaporation source to 1150 to 1400 ° C. to react the halogen-containing gas with the evaporation source to generate a metal halide gas.

【0011】また、本発明の成膜方法は、Zrを含有す
る金属酸化物および炭素からなる蒸発源にハロゲン含有
ガス(金属を含まず)を供給するとともに、前記蒸発源
を1150〜1400℃に加熱し、前記ハロゲン含有ガ
スと前記蒸発源とを反応させて金属ハロゲン化ガスを生
成し、この金属ハロゲン化ガスを反応室内の被成膜体表
面に供給すると同時に酸素含有ガスを前記被成膜体表面
に供給することにより、前記金属ハロゲン化ガスと酸素
とを反応させて金属酸化物を生成し、前記被成膜体の表
面に金属酸化物を析出させる方法である。この場合に、
蒸発源と被成膜体が同一反応室内に設置されることが望
ましい。
Further, according to the film forming method of the present invention, a halogen-containing gas (not containing a metal) is supplied to an evaporation source composed of a metal oxide containing Zr and carbon, and the evaporation source is heated to 1150 to 1400 ° C. Heating is performed to cause the halogen-containing gas to react with the evaporation source to generate a metal halide gas. The metal halide gas is supplied to a surface of a film to be formed in a reaction chamber, and at the same time, an oxygen-containing gas is formed into the film. This is a method in which the metal halide gas and oxygen react with each other to supply metal to the body surface to generate a metal oxide, and the metal oxide is deposited on the surface of the film-forming target. In this case,
It is desirable that the evaporation source and the film-forming object be installed in the same reaction chamber.

【0012】さらに、本発明の成膜装置は、内部が減圧
下に維持される反応室と、この反応室内の所定位置に収
容されるとともに、Zrを含有する金属酸化物に炭素を
添加してなり、1150〜1400℃に加熱される蒸発
源と、前記反応室内の蒸発源にハロゲン含有ガス(金属
を含まず)を導入する導入路と、前記蒸発源よりも下流
側の前記反応室に収容された被成膜体と、この被成膜体
の表面に酸素含有ガスを供給する酸素供給路とを備えて
なるものである。
Further, in the film forming apparatus of the present invention, a reaction chamber in which the inside is maintained under reduced pressure, and carbon contained in a metal oxide containing Zr, which is housed in a predetermined position in the reaction chamber, is added. An evaporation source heated to 1150 to 1400 ° C., an introduction path for introducing a halogen-containing gas (not including a metal) into the evaporation source in the reaction chamber, and housed in the reaction chamber downstream of the evaporation source. And an oxygen supply path for supplying an oxygen-containing gas to the surface of the film-formed body.

【0013】[0013]

【作用】本発明の金属ハロゲン化ガスの生成方法によれ
ば、格別な装置を用いることなく、単純に単一反応室内
で金属酸化物およびハロゲン含有ガスを用いて、所望す
る金属ハロゲン化ガスを安価、かつ、容易に得ることが
できる。また、このようにして得られる金属ハロゲン化
ガスを被成膜体表面で酸素と反応させることにより、被
成膜体表面に金属酸化物膜を安価、かつ、容易に生成す
ることができる。
According to the method for producing a metal halide gas of the present invention, a metal oxide and a halogen-containing gas are simply used in a single reaction chamber without using a special apparatus to convert a desired metal halide gas. It is inexpensive and can be easily obtained. Further, by reacting the thus obtained metal halide gas with oxygen on the surface of the film-forming object, a metal oxide film can be easily formed on the surface of the film-forming object at low cost.

【0014】また、金属ハロゲン化ガスと金属酸化物膜
の生成は、単に温度条件のみが相違する反応系でできる
ため、温度条件を制御することにより、金属酸化物膜の
生成において原料の生成から成膜までを単一反応室内で
行うことができる。これにより、高純度の金属ハロゲン
化ガスと、酸化物粉末を主原料として用いることがで
き、装置的に小型化が可能であり、所望する金属ハロゲ
ン化ガスおよび金属酸化物膜を安価、かつ、容易に得る
ことができる。
Further, since the formation of the metal halide gas and the metal oxide film can be carried out in a reaction system in which only the temperature conditions are different, controlling the temperature conditions allows the generation of the metal oxide film to be reduced from the generation of the raw material. Up to film formation can be performed in a single reaction chamber. Thereby, a high-purity metal halide gas and an oxide powder can be used as main raw materials, the apparatus can be reduced in size, the desired metal halide gas and metal oxide film can be manufactured at low cost, and Can be easily obtained.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の成膜装置を図面に基づいて詳
細に説明する。図1および図2は、本発明の成膜装置の
一実施例を示すもので、符合31は、成膜を行う反応室
を示している。この反応室31は、それ自体気密性に優
れるとともに加熱に対しても十分に耐久性のある高気密
性円筒体33により構成され、例えば、化学的に安定で
熱伝導性に優れたアルミナやムライト等のセラミック等
が好適で、相対密度95%以上の高緻密体であることが
望まれる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a film forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of the film forming apparatus of the present invention, and reference numeral 31 indicates a reaction chamber for forming a film. The reaction chamber 31 is constituted by a highly airtight cylindrical body 33 which is excellent in airtightness itself and sufficiently durable against heating. For example, alumina or mullite which is chemically stable and excellent in heat conductivity is used. And the like are preferable, and it is desired that the ceramic be a highly dense body having a relative density of 95% or more.

【0016】また、この高気密性円筒体33の内部、即
ち、反応室31内には雰囲気温度を均一化するための円
筒状のグラファイトチューブ35が収容されており、こ
のグラファイトチューブ35内には、有底円管状の長尺
な被成膜体37が4本収容されている。これらの被成膜
体37は、例えば、ガス透過性を有するポーラスなNi
−ZrO2 により形成されている。
A cylindrical graphite tube 35 for equalizing the ambient temperature is accommodated in the highly airtight cylindrical body 33, that is, in the reaction chamber 31, and the graphite tube 35 has a cylindrical graphite tube 35 therein. , Four long film-formed bodies 37 having a bottomed circular tube are accommodated. These film formation bodies 37 are made of, for example, porous Ni having gas permeability.
It is formed by -ZrO 2.

【0017】高気密性円筒体33の上部には上側水冷ジ
ャケット39が配置されており、ハロゲン含有ガスであ
るHClやキャリアーガスであるAr等のガスを反応室
31内に導入するための導入路41が上側水冷ジャケッ
ト39を挿通し、この導入路41の一端はガス制御装置
43に接続されている。このガス制御装置43により、
HClやAr等のガスの導入量、流速等が調製され、導
入路41を介して反応室31内に導入される。
An upper water-cooling jacket 39 is disposed above the highly airtight cylinder 33, and is an introduction passage for introducing a gas such as HCl as a halogen-containing gas or Ar as a carrier gas into the reaction chamber 31. 41 is inserted through the upper water cooling jacket 39, and one end of the introduction path 41 is connected to the gas control device 43. With this gas control device 43,
The introduction amount, flow rate, and the like of a gas such as HCl or Ar are adjusted, and introduced into the reaction chamber 31 via the introduction path 41.

【0018】また、高気密性円筒体33の下部には下側
水冷ジャケット45が配置されており、排ガスを外部に
導出するための導出路47が下側水冷ジャケット45を
挿通し、この導出路47の一端は排気ユニット49に接
続されている。
A lower water-cooling jacket 45 is disposed below the highly airtight cylinder 33, and a lead-out path 47 for leading exhaust gas to the outside is inserted through the lower water-cooling jacket 45. One end of 47 is connected to an exhaust unit 49.

【0019】そして、高気密性円筒体33の周りにはヒ
ータ51が装備され、このヒータ51の周りには、図2
に示すように一側がヒンジ53で連結された2個の断面
半円状の断熱部材55が配置され、これらの断熱部材5
5は、図3に示すように開閉自在とされている。
A heater 51 is provided around the highly airtight cylinder 33, and around the heater 51, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, two heat insulating members 55 having a semicircular cross section connected on one side by a hinge 53 are arranged.
5 is openable and closable as shown in FIG.

【0020】また、ヒータ51は、図1に示したよう
に、高気密性円筒体33の軸長方向に5個に分割された
ヒータ体57,59,61,63,65により構成され
ており、これらのヒータ体57,59,61,63,6
5は、図2に示したように、高気密性円筒体33の周方
向にも10個の発熱体67に分割されている。これらの
発熱体67は、例えば、ZrSi2 により形成されてお
り、断熱部材55の内面に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the heater 51 is composed of heater members 57, 59, 61, 63, 65 divided into five in the axial direction of the highly airtight cylindrical body 33. , These heater bodies 57, 59, 61, 63, 6
5 is also divided into ten heating elements 67 in the circumferential direction of the highly airtight cylindrical body 33 as shown in FIG. These heating elements 67 are made of, for example, ZrSi 2 and are attached to the inner surface of the heat insulating member 55.

【0021】ヒータ体57,59,61,63,65
は、図1に示したようにヒータ制御装置69にそれぞれ
接続され、反応室31内に配置された被成膜体37の長
さに応じて所定位置のヒータ体57,59,61,6
3,65が、例えば、図1の場合にはヒータ体57,5
9,61が作動されることになる。
The heater bodies 57, 59, 61, 63, 65
Are connected to the heater control device 69 as shown in FIG. 1, respectively, and the heater members 57, 59, 61, 6 at predetermined positions according to the length of the film-forming body 37 arranged in the reaction chamber 31.
For example, in the case of FIG.
9, 61 will be activated.

【0022】さらに、グラファイトチューブ35には、
所望の組成の膜を析出するための金属酸化物と炭素から
なる蒸発源71、例えば、8モル%のY2 3 が固溶さ
れた安定化ZrO2 からなる金属酸化物にZrO2 中の
酸素を十分にトラップできる程度の炭素を添加して調製
された蒸発源71が、被成膜体37の上方に配置されて
いる。即ち、図4に示すように、グラファイトチューブ
35は上下に2分割されており、上側チューブ73の下
部には多孔質の原料支持部材75が螺合され、その上部
に蒸発源71が収容されている。また、被成膜体37内
には、下側から酸素供給路77が挿入されており、この
酸素供給路77は、H2 O(蒸気)およびH2 の混合ガ
スを発生させるバブリング装置79に接続されている。
このバブリング装置79は、水(H2 O)内にH2 を導
入し、H2 OおよびH2 を蒸気として発生させるもので
ある。
Further, in the graphite tube 35,
An evaporation source 71 composed of a metal oxide and carbon for depositing a film having a desired composition, for example, a metal oxide composed of stabilized ZrO 2 in which 8 mol% of Y 2 O 3 is dissolved, is added to ZrO 2 . An evaporation source 71 prepared by adding carbon to such an extent that oxygen can be sufficiently trapped is disposed above the film formation target 37. That is, as shown in FIG. 4, the graphite tube 35 is vertically divided into two parts, a lower part of the upper tube 73 is screwed with a porous raw material support member 75, and an upper part thereof houses the evaporation source 71. I have. An oxygen supply path 77 is inserted from below into the film formation target 37. The oxygen supply path 77 is connected to a bubbling device 79 for generating a mixed gas of H 2 O (steam) and H 2. It is connected.
The bubbling device 79 introduces H 2 into water (H 2 O) and generates H 2 O and H 2 as steam.

【0023】以上のように構成された成膜装置を用い
て、被成膜体37への金属酸化物膜を生成する例とし
て、Y2 3 を8モル%の割合で固溶したZrO2 膜の
生成方法を説明する。成膜される所定の基体である被成
膜体37を炉内圧力を20torrに保持した反応室3
1内に収容し、ヒータ51により反応室31内を所定温
度(例えば、蒸発源71を1250℃、被成膜体37近
傍を1150℃)に加熱しながら、導入路41からHC
lガスを200sccmの流量で、またキャリアーガス
としてArガスを5000sccmの流量で、反応室3
1内に導入し不要となった排ガスを導出路47から外部
に排出することにより行われる。
As an example of forming a metal oxide film on the film-forming body 37 by using the film forming apparatus configured as described above, ZrO 2 in which Y 2 O 3 is dissolved at a rate of 8 mol% is used. A method for forming a film will be described. A reaction chamber 3 in which a film forming body 37 which is a predetermined substrate on which a film is formed is kept at a furnace pressure of 20 torr.
1 and the heater 51 heats the inside of the reaction chamber 31 to a predetermined temperature (for example, 1250 ° C. for the evaporation source 71 and 1150 ° C. in the vicinity of the film-forming body 37) while introducing HC
1 gas at a flow rate of 200 sccm, and Ar gas as a carrier gas at a flow rate of 5000 sccm.
This is performed by discharging unnecessary exhaust gas introduced into the inside 1 from the outlet 47.

【0024】即ち、導入路41から導入されたHClガ
スが反応室31内の蒸発源71と反応し、YCl3 とZ
rCl4 の金属ハロゲン化ガスを生成する。この生成ガ
スを被成膜体37表面に供給するとともに被成膜体37
の反対側より600sccmの流量でH2 OとH2 から
なる酸素含有ガスを供給し、金属ハロゲン化ガスと、被
成膜体37を透過したH2 ,O2 とを反応させることに
より、被成膜体37の表面に緻密な8モル%のY2 3
が固溶したZrO2 の金属酸化物膜が生成される。
That is, the HCl gas introduced from the introduction passage 41 reacts with the evaporation source 71 in the reaction chamber 31, and YCl 3 and Z
A metal halide gas of rCl 4 is generated. The generated gas is supplied to the surface of the film-forming body 37 and
An oxygen-containing gas consisting of H 2 O and H 2 is supplied from the opposite side at a flow rate of 600 sccm, and the metal halide gas reacts with H 2 and O 2 that have passed through the film formation body 37, thereby forming a film. 8 mol% of Y 2 O 3
Is formed into a ZrO 2 metal oxide film.

【0025】上記反応系を詳細に説明すると、導入され
たHClガスが反応室31内の蒸発
The above-mentioned reaction system will be described in detail.

【0026】源71と反応し、下記Reacts with source 71,

【化1】Embedded image

【0027】[0027]

【化1】 Embedded image

【0028】の反応が生じ、金属ハロゲン化ガス等を生
成する。なお、この反応によれば、金属ハロゲン化ガス
と同時に生成されたCO2 ガスおよびH2 Oガスは、炉
内で分解し、COガス、O2 ガス、H2 ガスが生成する
こともある。
The above reaction occurs to generate a metal halide gas and the like. According to this reaction, the CO 2 gas and the H 2 O gas generated simultaneously with the metal halide gas are decomposed in the furnace, and the CO gas, the O 2 gas, and the H 2 gas may be generated.

【0029】次に、この金属ハロゲン化ガスが被成膜体
37を透過したH2,O2 ガスと下
Next, the H 2 and O 2 gases that have passed through the film forming body 37 are

【0030】記Note

【化2】Embedded image

【0031】[0031]

【化2】 Embedded image

【0032】のように反応し、被成膜体37の表面に緻
密な8モル%Y2 3 −ZrO2 の金属酸化物固溶体膜
が生成される。尚、被成膜体37を透過したO2 の酸素
分圧、即ち、被成膜体37近傍の酸素分圧は、10-10
atm%より低いと酸化物膜が生成されず、10-10
tm%以上で上記酸化物膜が生成し始める。
As described above, a dense 8 mol% Y 2 O 3 -ZrO 2 metal oxide solid solution film is formed on the surface of the film formation target 37. The oxygen partial pressure of O 2 transmitted through the film formation target 37, that is, the oxygen partial pressure in the vicinity of the film formation target 37 is 10 −10.
At less than atm%, no oxide film is formed and 10 -10 a
At tm% or more, the oxide film starts to be formed.

【0033】以上のような金属ハロゲン化ガスの生成方
法では、金属酸化物および炭素からなる蒸発源71を内
部に収容した反応室31内に、ハロゲン含有ガスを導入
するとともに、蒸発源71を所定温度に加熱し、ハロゲ
ン含有ガスと蒸発源71とを反応させることにより、所
望する金属ハロゲン化ガスを安価、かつ、容易に得るこ
とができる。このようにして得られる金属ハロゲン化ガ
スを被成膜体37表面で酸素と反応させることにより、
被成膜体37表面に金属酸化物膜を安価、かつ、容易に
生成することができる。また、内部が減圧下に維持され
る反応室31と、この反応室31内の所定位置に収容さ
れるとともに金属酸化物に炭素を添加してなる蒸発源7
1と、反応室31内の蒸発源71にハロゲン含有ガスを
導入する導入路41と、蒸発源71よりも下流側の反応
室31に収容された被成膜体37と、この被成膜体37
の表面に酸素含有ガスを供給する酸素供給路77とから
構成したので、金属ハロゲン化ガスと金属酸化物膜の生
成において温度条件を制御することにより、金属酸化物
膜の生成において原料の生成から成膜までを単一反応室
31内で行うことができ、装置的に小型化が可能であ
り、所望する金属酸化物膜を安価、かつ、容易に得るこ
とができる。
In the above-described method for generating a metal halide gas, a halogen-containing gas is introduced into the reaction chamber 31 containing an evaporation source 71 made of metal oxide and carbon, and the evaporation source 71 is kept at a predetermined level. By heating to a temperature and reacting the halogen-containing gas with the evaporation source 71, a desired metal halide gas can be easily obtained at low cost. By reacting the metal halide gas thus obtained with oxygen on the surface of the film-forming body 37,
A metal oxide film can be easily and inexpensively formed on the surface of the film formation target 37. Further, a reaction chamber 31 whose inside is maintained under reduced pressure, and an evaporation source 7 accommodated in a predetermined position in the reaction chamber 31 and formed by adding carbon to a metal oxide.
1, an introduction path 41 for introducing a halogen-containing gas into an evaporation source 71 in the reaction chamber 31, a film-forming body 37 accommodated in the reaction chamber 31 downstream of the evaporation source 71, and a film-forming body 37
And an oxygen supply path 77 for supplying an oxygen-containing gas to the surface of the metal oxide film. By controlling the temperature conditions in the formation of the metal halide gas and the metal oxide film, The film formation can be performed in the single reaction chamber 31, the device can be reduced in size, and a desired metal oxide film can be easily obtained at low cost.

【0034】尚、上記実施例では、被成膜体37の表面
に緻密なY2 3 −ZrO2 の固溶体膜を生成した例に
ついて説明したが、本発明の成膜装置は上記実施例に限
定されるものではなく、例えば、Al2 3 膜を生成す
る場合に使用しても良い。
[0034] In the above embodiment has described the example that generated the solid solution film of dense Y 2 O 3 -ZrO 2 on the surface of the HiNarumakutai 37, the film formation apparatus of the present invention to the above examples The present invention is not limited thereto, and may be used, for example, when forming an Al 2 O 3 film.

【0035】また、上記実施例では、高気密性円筒体3
3をアルミナやムライトにより形成した例について説明
したが、本発明の成膜装置は上記実施例に限定されるも
のではなく、高気密性円筒体は内部を減圧状態に維持で
きれば良く、アルミナやムライト以外の公知のセラミッ
クであっても良い。
In the above embodiment, the highly airtight cylinder 3
Although an example in which 3 is formed of alumina or mullite has been described, the film forming apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment. Other known ceramics may be used.

【0036】さらに、上記実施例では、導入路41から
ハロゲン含有ガスであるCl2 ガスを導入した例につい
て説明したが、本発明の成膜装置は上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、HClを導入しても同様の
結果が得られる。
Further, in the above embodiment, an example was described in which Cl 2 gas as a halogen-containing gas was introduced from the introduction path 41. However, the film forming apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment. , HCl, the same result is obtained.

【0037】また、ハロゲン含有ガスの流量は2〜20
0sccm、蒸発源71の温度は1150〜1400
℃、被成膜体37の温度は1000〜1200℃である
ことが望ましく、また、反応室31の圧力は減圧下であ
れば良く、好ましくは200torr以下であることが
望ましい。
The flow rate of the halogen-containing gas is 2 to 20.
0 sccm, the temperature of the evaporation source 71 is 1150 to 1400
The temperature of the film formation target 37 is preferably 1000 to 1200 ° C., and the pressure in the reaction chamber 31 may be a reduced pressure, and is preferably 200 torr or less.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の金属ハロゲ
ン化ガスの生成方法によれば、単一反応室内で金属酸化
物およびハロゲン含有ガスを用いて、所望する金属ハロ
ゲン化ガスを安価、かつ、容易に得ることができる。ま
た、このようにして得られる金属ハロゲン化ガスを被成
膜体表面で酸素と反応させることにより、被成膜体表面
に金属酸化物膜を安価、かつ、容易に生成することがで
きる。さらに、金属ハロゲン化ガスの生成と被成膜体表
面へ金属酸化物膜の生成を、単一反応室内で行うことが
でき、これにより、装置的に小型化が可能であり、所望
する金属酸化物膜を安価、かつ、容易に得ることができ
る。
As described above, according to the method for producing a metal halide gas of the present invention, a desired metal halide gas can be produced at a low cost by using a metal oxide and a halogen-containing gas in a single reaction chamber. And it can be obtained easily. Further, by reacting the thus obtained metal halide gas with oxygen on the surface of the film-forming object, a metal oxide film can be easily formed on the surface of the film-forming object at low cost. Further, the generation of the metal halide gas and the generation of the metal oxide film on the surface of the film-forming object can be performed in a single reaction chamber. The material film can be easily obtained at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の成膜装置およびその近傍を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a film forming apparatus of the present invention and the vicinity thereof.

【図2】図1のA−A線に沿う横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】図2の断熱部材が開いた状態を示す平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view showing a state where the heat insulating member of FIG. 2 is opened.

【図4】図1の反応室内の反応を説明するための説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a reaction in a reaction chamber of FIG. 1;

【図5】従来の成膜装置を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 反応室 33 高気密性円筒体 37 被成膜体 41 導入路 71 蒸発源 77 酸素供給路 31 Reaction Chamber 33 Highly Airtight Cylindrical Body 37 Film Deposition Body 41 Introduction Path 71 Evaporation Source 77 Oxygen Supply Path

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Zrを含有する金属酸化物および炭素から
なる蒸発源を内部に収容した反応室内に、ハロゲン含有
ガス(金属を含まず)を導入するとともに、前記蒸発源
を1150〜1400℃に加熱し、前記ハロゲン含有ガ
スと前記蒸発源とを反応させて金属ハロゲン化ガスを生
成することを特徴とする金属ハロゲン化ガスの生成方
法。
1. A halogen-containing gas (containing no metal) is introduced into a reaction chamber containing an evaporation source composed of a metal oxide containing Zr and carbon, and the evaporation source is heated to 1150 to 1400 ° C. A method for producing a metal halide gas, comprising heating and reacting the halogen-containing gas with the evaporation source to produce a metal halide gas.
【請求項2】Zrを含有する金属酸化物および炭素から
なる蒸発源にハロゲン含有ガス(金属を含まず)を供給
するとともに、前記蒸発源を1150〜1400℃に加
熱し、前記ハロゲン含有ガスと前記蒸発源とを反応させ
て金属ハロゲン化ガスを生成し、この金属ハロゲン化ガ
スを反応室内の被成膜体表面に供給すると同時に酸素含
有ガスを前記被成膜体表面に供給することにより、前記
金属ハロゲン化ガスと酸素とを反応させて金属酸化物を
生成し、前記被成膜体の表面に金属酸化物膜を析出させ
たことを特徴とする成膜方法。
2. A halogen-containing gas (containing no metal) is supplied to an evaporation source comprising a metal oxide and carbon containing Zr, and the evaporation source is heated to 1150 to 1400 ° C. By reacting with the evaporation source to generate a metal halide gas, by supplying the metal halide gas to the surface of the film-forming body in the reaction chamber and simultaneously supplying an oxygen-containing gas to the surface of the film-forming body, A film forming method, wherein a metal oxide is generated by reacting the metal halide gas and oxygen, and a metal oxide film is deposited on a surface of the film formation target.
【請求項3】蒸発源と被成膜体が同一反応室内に設置さ
れる請求項2記載の成膜方法。
3. The film forming method according to claim 2, wherein the evaporation source and the object are placed in the same reaction chamber.
【請求項4】内部が減圧下に維持される反応室と、この
反応室内の所定位置に収容されるとともに、Zrを含有
する金属酸化物に炭素を添加してなり、1150〜14
00℃に加熱される蒸発源と、前記反応室内の蒸発源に
ハロゲン含有ガス(金属を含まず)を導入する導入路
と、前記蒸発源よりも下流側の前記反応室に収容された
被成膜体と、この被成膜体の表面に酸素含有ガスを供給
する酸素供給路とを備えてなることを特徴とする成膜装
置。
4. A reaction chamber in which the inside is maintained under reduced pressure, and carbon is added to a metal oxide containing Zr, which is housed at a predetermined position in the reaction chamber and contains 1150 to 14
An evaporation source heated to 00 ° C., an introduction path for introducing a halogen-containing gas (not containing a metal) into the evaporation source in the reaction chamber, and a substrate accommodated in the reaction chamber downstream of the evaporation source. A film forming apparatus comprising: a film body; and an oxygen supply path for supplying an oxygen-containing gas to the surface of the film-formed body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102579240B1 (en) 2020-07-08 2023-09-18 정규민 Muzzle for dog

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