JPS60226119A - 薄膜形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜形成装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来の薄膜形成装置には、真空中にて所望の物質を蒸発
させるために、所望物質の入ったるつぼに高速電子線を
照射してるつぼを加熱しこの所望物質を溶融・蒸発させ
る電子衝撃型加熱装置を用いて、基板上に所望物質を蒸
着させるものがある。

そして電子衝撃型加熱装置による加熱方法を用いると抵
抗加熱方法に比べて、２５００　’Ｃ程度の高温まで安
定した加熱を行なうことができ、シリコン等の高融点物
質を蒸発させる際、非常に有利なちとなる。

しかしながら、上記の電子ｉＥ撃梨型加熱装置はるつぼ
加熱に用いられる電子が、この加熱装置の外部に漏洩し
、この漏洩電子が蒸発源から基板までの空間、あるいは
基板上に達することにより、薄膜形成過程に悪影響を及
ぼし、例えば電気的な特性などで所望の特性が得られな
いという問題がある。そしてクラスタイオンビーム蒸着
装置においては、上述の漏洩電子が原因となって第３図
（ａｌに示すごとく、加速電圧を変化させてもイオン電
流の変化はほとんどなく、所定の電荷分布を得られず、
所望の特性を有する薄膜を形成する操作が極めて困難で
あった。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、所望の特性を有する良好
な薄膜を基板上に形成する薄膜形成装置を提供すること
にある。

上記の目的を達成するために、本発明においては、薄膜
形成装置の電子衝撃型加熱装置内に設けられるるつぼに
照射される電子のこの加熱装置からの外部漏洩を防止し
た手段を有するものとしている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は薄膜形成装置の一つであるクラスクイオンビー
ム蒸着装置の概略構成を示すもので、真空容器１中にて
所望の蒸着物質１０をクラスタイオンビームガン２によ
り噴射させて、基板支持部３の支持台３ａに支持された
基板３ｂ上に薄膜を形成する装置である。そして蒸着物
質１０を噴射するクラスタイオンビームガンは、蒸着物
質１０、を溶融・蒸発させる電子衝撃型加熱装置２ａと
、この電子衝撃型加熱装置２ａから蒸発した蒸着物質１
０を加速して、基板３ｂ上に付着する加速部分とからな
り、さらにこの加速部分においては、フィラメントから
なる電子放出電極とこの電子放出電極と対向して設けら
れた網状電極に向かって電子が放出されるイオン化部２
ｂで、蒸発した蒸着物質１０の一部を電子とｉＥ突させ
て陽イオン化し、そして網状電極と一体になった対向電
極２ｃ、及び加速電極２ｄめ、加速電極２ｄ側に負の高
電圧を印加してイオン化部２ｂで一部イオン化した蒸着
物質１０をこの両者２ｃ、２ｄ間にて加速し基板３ｂに
蒸着する。またイオン化していない蒸着物質１０はるつ
ぼ４から飛び出した時の勢いにより基板３ｂに到着し蒸
着する。なお、この加速部分では電子衝撃型加熱装置２
ａから基板３ｂまでの蒸着物質１０の通路部分として、
イ、オン化部２ｂ、対向電極２　Ｃ％加速電極２ｄにそ
れぞれ所定のスペースが設けられている。

第２図は、前述の電子衝撃型加熱装置２ａの構成を示す
もので、るつぼ４中には所望の蒸着物質１０が入ってお
り、このるつぼ４を加熱して、蒸着物質１０を溶融・蒸
発させ、基板３ｂと対向する側にある小さな孔よりこの
蒸着物質１ｏを放出している。この加熱装置２ａ中には
、フィラメント５が設置されており、このフィラメント
５に所定電圧を印加することでフィラメント５は所定温
度まで加熱されて、フィラメント５より熱電子が放出さ
れるようになる。またるつぼ４と電子加速電極６との間
にはるつぼ４側を高電位になるように高電圧７が印加さ
れており、このるつぼ４と電子加速電極６との間の電界
により、フィラメント５より放出された熱電子が加速さ
れてるつぼ４に照射され、るつぼ４を加熱する。ところ
で前記電子加速電極６はフィラメント５を保持し、また
るつぼ４を隙間を介して覆っている。

しかしながら従来の加熱装置２ａにおいては、電子加速
電極６のるつぼ４と基板３ｂとの対向し合う方向におけ
るるつぼ４の上下部分は、ともに開放された状態となっ
ていたが、本実施例においては、この上下開放部分に例
えば炭化珪素からなる熱伝導率の低い絶縁材料の上部電
子遮蔽カバー８、下部電子遮蔽カバー９が設けられてい
る。なお、カバー８はるつぼ４から放出される蒸着物質
１０の放出を遮ぎらないように、一部をるっぽ４の孔を
有する部分の周囲と接するように設け、さらにるつぼ４
の孔の部分を開放するように設けである。またこのカバ
ー８．９は加熱装置２の内部の熱電子のるつぼ４への照
射を妨げない構造としである。

上述の構成によると、フィラメント５より放出される熱
電子が電子加速電極６とるっぽ４との間の電界により加
速されて、るつぼ４にｆＥ突することで、るつぼ４が加
熱され、るつぼ４の中の蒸着物質１０が溶融・蒸発する
。またカバー８，９により加熱装置２ａの熱電子の存在
する内部空間と外部とが遮蔽され、熱電子が加熱装置２
ａの外部に漏洩することが無くなっている。そして加熱
装置２ａ（るつぼ４）より放出された蒸着物質１０は、
イオン化部２ｂ、対向電極２ｃ、加速電極２ｄよりなる
加速部分を介して蒸着物質１０を基板３ｂ上に蒸着する
。第３図山）は、本構成において、基板３ｂに到達する
蒸着物質１０中のイオン化した荷電粒子によるイオン電
流を測定したものでカバー８．９を設けることで、加速
電圧の変化に応じてイオン電流も変化し、したがって所
望の特性を有するように所定の電荷分布状態に操作する
ことが可能なものとなる。

なお、上述の実施例ではカバー８とるつぼ４とを接触さ
せていたが、るつぼ４の温度状態を考慮してカバー８と
るつぼ４とを接触させずに、微小な隙間（１〜２ｗｍ）
を設けておいても十分に電子の漏洩は妨げられる。

また、上述の実施例においては、カバー８，９を設ける
ことで電子の加熱装置２ａ外部漏洩を防止していたが、
その代わりに電子加速電極６と同電位を有する網目状の
電極を設けてもよく、この場合、この網目状の電極が電
気的に中性である蒸着分室１０は通過させるが、電子に
対しては障壁として働き、電子が外部漏洩しないものと
なる。

また、上述の実施例では、クラスタイオンビーム蒸着装
置に関して述べたが、本発明は電子衝撃型加熱装置２ａ
を具備している薄膜形成装置ならば全てに適用できるも
ので、例えば分子線エピタキシャル成長装置にも通用で
きるものである。

〔発明の効果〕

以上述べてきた−ように本発明においては、電子衝撃型
加熱装置を有する薄膜形成装置において、この電子衝撃
型加熱装置内のるつぼに照射される電子の、この加熱装
置からの外部漏洩を防止した手段を有するものとしたこ
とから、基板上に薄膜を形成する上で、漏洩電子が蒸着
物質の蒸着される基板までの経路中に存在しなくなり、
この漏洩電子による薄膜の緒特性への悪影響が取り除く
ことができ、所望特性を有する薄膜が形成可能となると
いう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すクラスタイオンビー
ム蒸着装置の概略構成図、第２図は、第１図における電
子衝撃型加熱装置の構成図、第３図＋ａｌは、従来のク
ラスタイオンビーム蒸着装置を用いた場合の薄膜形成に
おける基板上での荷電粒子の分布状態を示すグラフ、第
３図（′ｂ）は、本発明の一実施例による基板上での荷
電粒子の分布状態を示すグラフである。 ２ａ・・・電子（ｈ撃型加熱装置、３ｂ・・・基板、４
・・・るつぼ、５・・・フィラメント、６・・・電子加
速電極、８・・・上部電子遮蔽カバー、９・・・下部電
子遮蔽カバー、１０・・・蒸着物質。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空中にてるつぼ中に設けられた所望の物質を、前記る
   つぼに電子を衝突させて前記るつぼを加熱し、前記るつ
   ぼ中の前記所望物質を蒸発させる電子衝撃型加熱装置を
   有し、前記所望物質を基板上に蒸着することで薄膜を形
   成する薄膜形成装置において、前記るつぼに照射される
   電子の前記加熱装置から外部漏洩を防止した手段を有す
   ることを特徴とする薄膜形成装置。