JPS6157907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な蒸発源、特に定量の蒸発物質を
収容したカプセル型蒸発源に関する。

従来公知の蒸発源は、被蒸発物質からなるフイ
ラメント又は被蒸発物質を収容したボートに通電
して被蒸発物質の温度を上昇させ、蒸着を行う構
造のものが多く使用されている。これら公知の蒸
発源はフイラメント部，通電部の複雑な絶縁構造
が必要であり、更にフイラメントの断線及び絶縁
不良等の不測の事故が多く、信頼性のある蒸発源
とは認められず、更に、１個の形状が大型であり
多数個の蒸発源を使用する必要がある場合には被
蒸着基板近くに配置できず、一定量の膜厚を形成
する際多量の蒸発物質を必要とする等の諸欠点が
ある。

公知の蒸発源の前述の如き諸欠点を改良すべく
種々検討の結果、光フアイバー機構によるレーザ
ー光を利用する新規な構成のカプセル型蒸発源の
開発に成功したものであり、本発明は前記特許請
求の範囲各項に明記した如き構成からなるカプセ
ル型蒸発源を提供するものである。

本発明の実施態様の数例を示す添付図面に基い
て更に詳細に説明する。

第１図は本発明カプセル型蒸発源の例を示す断
面図であり、１はレーザー光を吸収し又は透過し
得る材料からなるルツボである。尚、レーザー光
を吸収し得る材料としては炭素又黒鉛、透過し得
る材料としては石英等である。第１図Ａは黒鉛ル
ツボであり、例えばランサー（Lancer）レーザ
ー等の加熱により容易に破壊し得る材料からなる
トツプシール２により被蒸発物質３を封止してあ
る。第１図Ｂは石英ルツボであり、ルツボ頂部は
加熱又はルツボ加熱時に発生する内圧により容易
に破壊し得るように石英薄膜からなるトツプシー
ル１′として封止した態様を示す。

前記トツプシールは蒸発物を大気に触れさせな
いで清浄に保つため使用する。トツプシールによ
つて蒸発物は真空に保持されるかもしくは不活性
なNe，Arガス中に保持される。蒸発物を大気に
触れさせると、蒸発物の加熱蒸着中に放出ガスが
多くて蒸着した薄膜中に不純物が入り込む場合、
あるいは蒸発物が活性で容易に酸素と反応する場
合に有効である。このトツプシールは石英ルツボ
の場合には溶融して真空に封じ切る形で形成する
ことができる（第１図Ｂに図示）。黒鉛ルツボで
はトツプシールを不活性ガス中でルツボにネジ込
む蓋状とし、蓋の中央部を容易に破壊しうる薄膜
状とすることが有利である。更にこれらシールし
たルツボ全体を不活性ガス雰囲気の容器内に装
入、保管し、大気からの蒸発物質の汚染を更に低
減することが好ましい。これらトツプシールの材
質としては使用するルツボに用いられる材料と同
質であることが好ましい。

本発明のカプセル型蒸発源は上記の如き構成か
らなつており、レーザー光による蒸発源としての
使用態様を第２図〜第６図に基いて説明する。

第２図はレーザー光をルツボ１の側面から照射
する場合の断面略図である。被蒸発物質３を装入
し、トツプシール２で封止したルツボ１を、水冷
シユラウド４内に熱シールド５を介して保持す
る。水冷シユラウド４及び熱シールド５を貫通し
たレーザー光照射窓６を設け、光フアイバー７よ
り照射されるレーザー光８を集束レンズ９等によ
り集束して、前記ルツボ１の側壁に照射し、ルツ
ボ１壁を加熱するか又はルツボ壁を透過して被蒸
発物質を加熱して蒸発させる構成としてある。

第３図は第２図と同様であるが、レーザー光８
をルツボ底部より照射する構成としたものであ
り、同一符号は同一部材を示している。尚、第３
図において１０は断熱セラミツクスである。

第４図〜第６図は本発明蒸発源の使用態様の数
例を示す略図であり、第４図は本発明蒸発源１１
３個を被蒸着基板１２に対して求心状に配設した
例であり、前述した如く本発明蒸発源は極めて小
型化し得るので、蒸発源群１１と基板１２との距
離Ｌを例えば60mmと小さくすることができ、更に
蒸発源群の設置幅を約100mmのスペースにするこ
とができ、従つて、蒸発物質の無駄を少なくし、
効率よく基板面に蒸着膜を生成することができ
る。第４図において１３は過冷却コンデンサーで
あり、各蒸発源１１間に配設することにより蒸発
源間相互の汚染防止の作用をなすものである。

第５図は本発明蒸発源１１を過冷却コンデンサ
ー１３を介して併設した例を示し、第４図図示の
例と同様に蒸発源１１と基板１２間の距離を小と
し、かつ各蒸発源１１を設置幅を小さくすること
ができ、更に基板１２又は蒸発源１１の何れかを
移動することにより基板１２上に異種の金属膜又
は合金膜を蒸着させることもできる。

第６図は本発明の小型蒸発源１１をマニピユレ
ータ１４の先端部に保持し、マスク１５との併用
によつて基板１２の特定の位置に蒸発源１１を移
動させながら蒸着膜を成長させ得る例を示す略図
である。

第２図図示の直径10mmφのグラフアイトルツボ
に0.5ｇの砒素（As）を装入し、２×10^-10トール
にルツボ内を減圧したのち、50Wのヤグ
（YAG）レーザーを照射してルツボ全体を加熱し
た。この時ルツボ全体の最高温度は630℃であつ
た。ルツボ温度が300℃の時にルツボの上方150mm
の位置でAsの蒸気分圧は１×10^-6トールであ
り、基板（GaAs）にGaとともにAsが蒸着され、
光IC用として適したGaAs膜の成長に充分な蒸気
分圧が得られた。

第７図は本発明蒸発源のトツプシール部の溶融
除去用としての集光機構の一例を示す略図であ
る。前後進しうるマニピユレータ２０の先端にレ
ンズホルダ２２とそれに連結した光フアイバー２
１を具備し、レンズホルダ２２を図示の如くルツ
ボ１に接近させ、光フアイバー２１からのレーザ
ー光をレンズ２３で集束させることによりトツプ
シール部を溶融させて除去するものである。蒸発
操作開始前にこの集光機構は待機位置に復帰させ
る機構としてある。

以上詳述した通り、本発明蒸発源は構造が簡単
であつて、小型の蒸発源とすることができ、従つ
て蒸発源と基板間の距離を小さくし得、蒸発源群
を小さいスペースに併設することもできるので、
蒸発物質を無駄なく利用することができる。又、
狭いスペースに蒸発源を配列できるので異種の蒸
発物質を同時に使用して複合薄膜層又は合金膜を
容易に成長させることができる等、従来品にみら
れない作用効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカプセル型蒸発源の例を示す
断面略図、第２図，第３図は本発明カプセル型蒸
発源にレーザー光を照射する態様を示す図、第４
図〜第６図は本発明カプセル型蒸発源の使用例を
示す配置略図、第７図は本発明蒸発源用の集光機
構の略図であり、図中、１はルツボ、２はトツプ
シール、３は被蒸発物質、４は水冷シユラウド、
５は熱シールド、６は照射窓、７は光フアイバ
ー、８はレーザー光、９は集光レンズ、１０は断
熱セラミツクス、１１は蒸発源群、１２は基板、
１３は過冷却コンデンサー、１４はマニピユレー
タ、１５はマスクをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザー光の殆どを吸収又は透過し得る材料
   からなり被蒸発物質を装入したルツボに、加熱又
   は内圧により容易に破壊し得るトツプシールを設
   けたことを特徴とするカプセル型蒸発源。 ２ ルツボへのレーザー光照射用光フアイバー機
   構を付設した特許請求の範囲第１項記載のカプセ
   ル型蒸発源。 ３ 前記蒸発源のトツプシール部への集光機構を
   併設した特許請求の範囲第１項記載のカプセル型
   蒸発源。 ４ 前記トツプシール材料は前記ルツボに用いら
   れる材料の何れかと同一材質である特許請求の範
   囲第１項記載のカプセル型蒸発源。