JP2000144381A - 連続性蒸気流の生成方法、蒸発坩堝並びに真空被覆装置 - Google Patents
連続性蒸気流の生成方法、蒸発坩堝並びに真空被覆装置Info
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- JP2000144381A JP2000144381A JP11316908A JP31690899A JP2000144381A JP 2000144381 A JP2000144381 A JP 2000144381A JP 11316908 A JP11316908 A JP 11316908A JP 31690899 A JP31690899 A JP 31690899A JP 2000144381 A JP2000144381 A JP 2000144381A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板を真空被覆するのに真空被覆法の枠内
で、ガリウムが一価の形で存在する化合物を含む連続性
蒸気流を生成する方法を提供する。 【解決手段】 蒸気流出口15を有する全側面を閉鎖さ
れた蒸発坩堝内に金属ガリウム13と共に配置された、
ガリウムを二価又は三価の形で含む蒸着物質12を蒸発
させ、この蒸気を金属ガリウム13と接触させ、二価又
は三価のガリウムを一価のガリウムに還元し、引続き蒸
気流出口15を通して基板3の方向に流出させる。
で、ガリウムが一価の形で存在する化合物を含む連続性
蒸気流を生成する方法を提供する。 【解決手段】 蒸気流出口15を有する全側面を閉鎖さ
れた蒸発坩堝内に金属ガリウム13と共に配置された、
ガリウムを二価又は三価の形で含む蒸着物質12を蒸発
させ、この蒸気を金属ガリウム13と接触させ、二価又
は三価のガリウムを一価のガリウムに還元し、引続き蒸
気流出口15を通して基板3の方向に流出させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板を真空被覆す
るための真空被覆法において、ガリウムが一価の形で存
在する化合物を含む連続性蒸気流を生成する方法に関す
る。
るための真空被覆法において、ガリウムが一価の形で存
在する化合物を含む連続性蒸気流を生成する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一価のガリウム(Ga1+)は、しばしば
例えば記憶性の発光物質用のCsBr(臭化セシウム)
又はRbBr(臭化ルビジウム)のようなX線吸収材料
のドーピング物質として使用される。この材料で被覆さ
れた基板は、例えばX線技術で使用される放射線検出器
に必要とされる。一価のガリウムはGaBr(臭化ガリ
ウム)として被着されるが、GaBrは化学的には遊離
性ではない。それにも拘わらずドーピングを達成するた
めに、米国特許第5736069号明細書には金属ガリ
ウム及びX線吸収材料のCsBrと混合される出発物質
として、GaClが提案されている。この混合物は約4
00℃で乾燥され、その後高温(例えば925℃)で発
光物質の単結晶に成長する。粉末状の発光物質がこの単
結晶の粉砕により得られ、溶媒(例えばエチルアセテー
ト)に入れた結合剤(例えばポリエチルアクリレート)
の溶液中に分散され、例えば鋳込み、圧延又は沈降分離
により坦体箔に被着される。しかし高品質の層はこのよ
うにして製造することはできない。通常良好なX線吸収
層は真空蒸着法の枠内で形成され、即ちX線吸収材は蒸
着装置内でまず蒸発され、坦体上に堆積する。一価のガ
リウムを含むドーピング物質(GaBrであるか、Ga
Jであっても良い)を真空被覆法により施すには、それ
に必要な出発物質、即ち二価又は三価のガリウム−ハロ
ゲン化化合物並びに金属ガリウムの高い蒸気圧が妨げと
なる。それというのもこれらは数百度の範囲の通常の蒸
着温度では真空中で瞬時に蒸発し、しかも出発材料がド
ーパントの形成下に反応を開始する前に蒸発しかねない
からである。従って真空被覆(法)の枠内で一価のガリ
ウムをドーピングし、特に同時にX線吸収層を形成し、
また共蒸発法によってドーピングを行うことはこれまで
成功していない。
例えば記憶性の発光物質用のCsBr(臭化セシウム)
又はRbBr(臭化ルビジウム)のようなX線吸収材料
のドーピング物質として使用される。この材料で被覆さ
れた基板は、例えばX線技術で使用される放射線検出器
に必要とされる。一価のガリウムはGaBr(臭化ガリ
ウム)として被着されるが、GaBrは化学的には遊離
性ではない。それにも拘わらずドーピングを達成するた
めに、米国特許第5736069号明細書には金属ガリ
ウム及びX線吸収材料のCsBrと混合される出発物質
として、GaClが提案されている。この混合物は約4
00℃で乾燥され、その後高温(例えば925℃)で発
光物質の単結晶に成長する。粉末状の発光物質がこの単
結晶の粉砕により得られ、溶媒(例えばエチルアセテー
ト)に入れた結合剤(例えばポリエチルアクリレート)
の溶液中に分散され、例えば鋳込み、圧延又は沈降分離
により坦体箔に被着される。しかし高品質の層はこのよ
うにして製造することはできない。通常良好なX線吸収
層は真空蒸着法の枠内で形成され、即ちX線吸収材は蒸
着装置内でまず蒸発され、坦体上に堆積する。一価のガ
リウムを含むドーピング物質(GaBrであるか、Ga
Jであっても良い)を真空被覆法により施すには、それ
に必要な出発物質、即ち二価又は三価のガリウム−ハロ
ゲン化化合物並びに金属ガリウムの高い蒸気圧が妨げと
なる。それというのもこれらは数百度の範囲の通常の蒸
着温度では真空中で瞬時に蒸発し、しかも出発材料がド
ーパントの形成下に反応を開始する前に蒸発しかねない
からである。従って真空被覆(法)の枠内で一価のガリ
ウムをドーピングし、特に同時にX線吸収層を形成し、
また共蒸発法によってドーピングを行うことはこれまで
成功していない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭に記載
した幾つかの問題にも拘わらずドーピング物質を含む連
続性の蒸気流の生成を真空中でも可能とし、従って真空
ドーピングを可能にする方法を提供することを課題とす
る。
した幾つかの問題にも拘わらずドーピング物質を含む連
続性の蒸気流の生成を真空中でも可能とし、従って真空
ドーピングを可能にする方法を提供することを課題とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、蒸気流出口
を有する全側面を閉鎖された蒸発坩堝内に金属ガリウム
と共に配置されている、ガリウムを二価又は三価の形で
含む蒸着物質を蒸発し、この蒸気を金属ガリウムと接触
させ、その際二価又は三価のガリウムを一価のガリウム
に還元し、引続き蒸気流出口を介して基板方向に流出さ
せる、基板を真空被覆するのに真空被覆法を用いた、ガ
リウムが一価の形で存在する化合物を含む連続性の蒸気
流を生成する方法により解決される。
を有する全側面を閉鎖された蒸発坩堝内に金属ガリウム
と共に配置されている、ガリウムを二価又は三価の形で
含む蒸着物質を蒸発し、この蒸気を金属ガリウムと接触
させ、その際二価又は三価のガリウムを一価のガリウム
に還元し、引続き蒸気流出口を介して基板方向に流出さ
せる、基板を真空被覆するのに真空被覆法を用いた、ガ
リウムが一価の形で存在する化合物を含む連続性の蒸気
流を生成する方法により解決される。
【0005】本発明方法では反応成分、即ちガリウムが
二価又は三価の形で存在するガリウム化合物、特にガリ
ウム−ハロゲン化物から成る蒸着物質と、金属ガリウム
とが、蒸着物質の蒸発並びに実際の反応を行う、閉鎖さ
れた蒸発坩堝内に配置されている。この坩堝にはドーピ
ング物質、即ち例えばGaBrを含む蒸気流を流出させ
ることのできる、極めて小さい単に1つの蒸気流出口が
備えられている。反応物質が単に1つの小さい開口を有
する、閉鎖された坩堝内にあることから、従来の温度に
も拘わらず内部に生じる圧力比が完全な蒸発を阻止する
ため急激な蒸発は阻止される。閉鎖された反応空間内で
蒸気状で存在する蒸着物質と金属ガリウムの十分な反応
を起こすことができ、その結果流出口を介して基板を目
指して真空中に出ていくドーピング物質を含む連続した
蒸気流を生成することができる。こうして本発明方法は
真空状態が存在する真空被覆装置内で、真空被覆法によ
り連続的にドーパントの蒸気流を生成することを可能に
する。
二価又は三価の形で存在するガリウム化合物、特にガリ
ウム−ハロゲン化物から成る蒸着物質と、金属ガリウム
とが、蒸着物質の蒸発並びに実際の反応を行う、閉鎖さ
れた蒸発坩堝内に配置されている。この坩堝にはドーピ
ング物質、即ち例えばGaBrを含む蒸気流を流出させ
ることのできる、極めて小さい単に1つの蒸気流出口が
備えられている。反応物質が単に1つの小さい開口を有
する、閉鎖された坩堝内にあることから、従来の温度に
も拘わらず内部に生じる圧力比が完全な蒸発を阻止する
ため急激な蒸発は阻止される。閉鎖された反応空間内で
蒸気状で存在する蒸着物質と金属ガリウムの十分な反応
を起こすことができ、その結果流出口を介して基板を目
指して真空中に出ていくドーピング物質を含む連続した
蒸気流を生成することができる。こうして本発明方法は
真空状態が存在する真空被覆装置内で、真空被覆法によ
り連続的にドーパントの蒸気流を生成することを可能に
する。
【0006】本発明によれば蒸着物質は蒸発坩堝内の第
1の平面上に、また金属ガリウムはその上にある第2の
平面上に配置可能であり、従って蒸着物質は金属ガリウ
ムと分離されて蒸発するが、金属ガリウムと坩堝内で接
触して反応する。これとは異なり本発明では、蒸着物質
が金属ガリウム中で蒸発し、直接反応が起こるように、
蒸着物質を金属ガリウムと混合することも可能である。
還元のための反応温度は250℃〜950℃の間、特に
300℃〜900℃の間である。温度が高ければ高いほ
ど反応は完全であり、従って蒸気状の蒸着物質と金属ガ
リウムが反応する反応温度は約500℃とするのが好ま
しい。
1の平面上に、また金属ガリウムはその上にある第2の
平面上に配置可能であり、従って蒸着物質は金属ガリウ
ムと分離されて蒸発するが、金属ガリウムと坩堝内で接
触して反応する。これとは異なり本発明では、蒸着物質
が金属ガリウム中で蒸発し、直接反応が起こるように、
蒸着物質を金属ガリウムと混合することも可能である。
還元のための反応温度は250℃〜950℃の間、特に
300℃〜900℃の間である。温度が高ければ高いほ
ど反応は完全であり、従って蒸気状の蒸着物質と金属ガ
リウムが反応する反応温度は約500℃とするのが好ま
しい。
【0007】蒸着物質の蒸発が金属ガリウムと分離して
行われる本発明の実施態様の範囲内で、物質が急速に蒸
発し過ぎるのを回避するため、本発明によれば金属ガリ
ウムと蒸着物質との間に300℃から500℃まで、特
に350℃から450℃までの温度差を与えることがで
き、そのため本発明では蒸着物質を冷却するか及び/又
は金属ガリウムを加熱することができる。従ってこのよ
うにして一方では蒸気圧の低下のために蒸着物質を冷却
するが、しかし他方では反応を起こす範囲の反応温度を
調整することもできる。
行われる本発明の実施態様の範囲内で、物質が急速に蒸
発し過ぎるのを回避するため、本発明によれば金属ガリ
ウムと蒸着物質との間に300℃から500℃まで、特
に350℃から450℃までの温度差を与えることがで
き、そのため本発明では蒸着物質を冷却するか及び/又
は金属ガリウムを加熱することができる。従ってこのよ
うにして一方では蒸気圧の低下のために蒸着物質を冷却
するが、しかし他方では反応を起こす範囲の反応温度を
調整することもできる。
【0008】更に本発明では蒸発坩堝の蒸気流出口の部
分を冷却し、この個所の蒸気圧を局所的に低下させるこ
とは有利である。このことは蒸気流出口を通って出てい
く際に生じる、真空中に出ていく際の微粒子状の蒸気の
減圧過程が比較的ゆるやかになるように鎮静化され、減
圧領域内での粒子の衝突が低減されて、蒸気粒子はより
直線的に基板の方向に飛ぶことができるようになる。こ
うして蒸気流のさまざまな方向への偏流及び付着を阻止
することができ、比較的激しい蒸気流を基板の方向に向
けることができる。坩堝内部に必要な圧力比の形成を可
能にし、かつ十分に激しい蒸気流の噴出を可能とするた
めに、その蒸気流出口の直径が2μm〜2mmの間、特
に5μm〜1.5mmの間、とりわけ10μm〜1mmの
間の蒸発坩堝を使用すると有利である。このような小さ
な蒸気流出口を複数個設けることもできる。使用される
蒸発坩堝は、蒸着物質及び/又は金属ガリウムと反応し
ないか又はこれらで濡らされることのない物質、特に黒
鉛、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素から作るべきであ
る。もう1つの本発明の実施態様によれば、蒸着物質は
基板を被覆する被覆材料、特にX線吸収材料の蒸着前、
蒸着中又は蒸着後に蒸着可能であり、即ち共通の蒸発装
置内で例えばまずX線吸収材を蒸着し、次いでドーピン
グ物質を蒸着することができ、更に逆の順序で蒸着する
ことも可能であり、また同時蒸着も特に有利であり、従
って基板をガリウムを一価の形で含む蒸着化合物及びX
線吸収材で被覆することができる。従って共蒸着を行う
ことができると言う特別の利点を持つ。
分を冷却し、この個所の蒸気圧を局所的に低下させるこ
とは有利である。このことは蒸気流出口を通って出てい
く際に生じる、真空中に出ていく際の微粒子状の蒸気の
減圧過程が比較的ゆるやかになるように鎮静化され、減
圧領域内での粒子の衝突が低減されて、蒸気粒子はより
直線的に基板の方向に飛ぶことができるようになる。こ
うして蒸気流のさまざまな方向への偏流及び付着を阻止
することができ、比較的激しい蒸気流を基板の方向に向
けることができる。坩堝内部に必要な圧力比の形成を可
能にし、かつ十分に激しい蒸気流の噴出を可能とするた
めに、その蒸気流出口の直径が2μm〜2mmの間、特
に5μm〜1.5mmの間、とりわけ10μm〜1mmの
間の蒸発坩堝を使用すると有利である。このような小さ
な蒸気流出口を複数個設けることもできる。使用される
蒸発坩堝は、蒸着物質及び/又は金属ガリウムと反応し
ないか又はこれらで濡らされることのない物質、特に黒
鉛、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素から作るべきであ
る。もう1つの本発明の実施態様によれば、蒸着物質は
基板を被覆する被覆材料、特にX線吸収材料の蒸着前、
蒸着中又は蒸着後に蒸着可能であり、即ち共通の蒸発装
置内で例えばまずX線吸収材を蒸着し、次いでドーピン
グ物質を蒸着することができ、更に逆の順序で蒸着する
ことも可能であり、また同時蒸着も特に有利であり、従
って基板をガリウムを一価の形で含む蒸着化合物及びX
線吸収材で被覆することができる。従って共蒸着を行う
ことができると言う特別の利点を持つ。
【0009】その他に本発明は更に、物質、特にガリウ
ム含有物質を先に記載した形式の方法に使用するのに適
している真空被覆法の枠内で蒸着するための蒸発坩堝に
関する。この蒸発坩堝は本発明によれば、少なくとも1
つの蒸着物質と少なくとも1つの化学的にこの物質の蒸
気に作用するもう1つの物質を容れる少なくとも1つの
空間を有し、全側面を閉鎖可能のであるか又は閉鎖され
ており、その1側面に2mm以下、特に1mm以下の直
径を有する少なくとも1つの蒸気流出口が備えられてい
ることを特徴とする。
ム含有物質を先に記載した形式の方法に使用するのに適
している真空被覆法の枠内で蒸着するための蒸発坩堝に
関する。この蒸発坩堝は本発明によれば、少なくとも1
つの蒸着物質と少なくとも1つの化学的にこの物質の蒸
気に作用するもう1つの物質を容れる少なくとも1つの
空間を有し、全側面を閉鎖可能のであるか又は閉鎖され
ており、その1側面に2mm以下、特に1mm以下の直
径を有する少なくとも1つの蒸気流出口が備えられてい
ることを特徴とする。
【0010】本発明によれば蒸気透過性の隔壁により互
いに分離されている、2つの上下に配置された空間が設
けられており、その際下方空間は蒸着物質を、また上方
空間はこの別の物質を容れるために備えられている。隔
壁は本発明によれば針金格子又は孔格子等によりあるい
は単数又は複数の開口を有する蓋状のカバーにより形成
可能であり、その際隔壁は別の物質及び/又は基材の蒸
気と反応しない及び/又はそれらにより濡れることのな
い材料からできていると有利である。上方空間が特に金
属ガリウムを容れるのに適している場合、隔壁は本発明
によれば黒鉛又は酸化アルミニウムから作ることができ
る。
いに分離されている、2つの上下に配置された空間が設
けられており、その際下方空間は蒸着物質を、また上方
空間はこの別の物質を容れるために備えられている。隔
壁は本発明によれば針金格子又は孔格子等によりあるい
は単数又は複数の開口を有する蓋状のカバーにより形成
可能であり、その際隔壁は別の物質及び/又は基材の蒸
気と反応しない及び/又はそれらにより濡れることのな
い材料からできていると有利である。上方空間が特に金
属ガリウムを容れるのに適している場合、隔壁は本発明
によれば黒鉛又は酸化アルミニウムから作ることができ
る。
【0011】更に本発明によれば、少なくとも1つの加
熱設備を坩堝の一部の加熱のために備えることができ、
この設備は底面の部分、場合によっては下方空間の範囲
或いはまた隔壁の部分に備えることもできる。更に本発
明によればこの坩堝の部分を冷却するために、上方の坩
堝部分内、特に蒸気流出口の部分に配置可能である、少
なくとも1つの冷却設備を備えてもよい。上方空間自体
は蒸気流出口を有する蓋状のカバーで閉鎖可能である。
坩堝自体は、場合によっては上方の蓋状のカバーと同様
黒鉛、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素からなっていて
もよい。
熱設備を坩堝の一部の加熱のために備えることができ、
この設備は底面の部分、場合によっては下方空間の範囲
或いはまた隔壁の部分に備えることもできる。更に本発
明によればこの坩堝の部分を冷却するために、上方の坩
堝部分内、特に蒸気流出口の部分に配置可能である、少
なくとも1つの冷却設備を備えてもよい。上方空間自体
は蒸気流出口を有する蓋状のカバーで閉鎖可能である。
坩堝自体は、場合によっては上方の蓋状のカバーと同様
黒鉛、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素からなっていて
もよい。
【0012】最後に本発明は先に記載した形式の少なく
とも1つの蒸発坩堝を含む、基板を蒸着物質で真空被覆
するための装置に関する。
とも1つの蒸発坩堝を含む、基板を蒸着物質で真空被覆
するための装置に関する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の他の利点、特徴及び詳細
について、以下に記載する実施例及び図面に基づき説明
する。
について、以下に記載する実施例及び図面に基づき説明
する。
【0014】図1はごく大まかに概略した形で提示した
真空被覆装置1を示している。この装置は被覆すべき基
板3を配置することができる真空ケーシング2を含んで
いる。この基板3には、これを加熱する加熱設備4が設
置されている。更に基板3上に析出すべき例えばX線吸
収材料を配置し、蒸発させる加熱設備6を組込んだ第1
の蒸発坩堝5が設けられている。更にもう1つの蒸発坩
堝7が備えられている(それには図示の例では単に例と
して同様に加熱設備8が組込まれている)。この蒸発坩
堝7内にはドーパント蒸気流を生成するための反応成分
があり、この成分も同様に基板3上に析出される。更に
制御設備9並びにポンプ設備10が示されており、その
際制御設備9は例えば全ての加熱設備4、6、8の制御
も、真空ケーシング2内に真空状態を形成するためのポ
ンプ10も制御する役目をする。
真空被覆装置1を示している。この装置は被覆すべき基
板3を配置することができる真空ケーシング2を含んで
いる。この基板3には、これを加熱する加熱設備4が設
置されている。更に基板3上に析出すべき例えばX線吸
収材料を配置し、蒸発させる加熱設備6を組込んだ第1
の蒸発坩堝5が設けられている。更にもう1つの蒸発坩
堝7が備えられている(それには図示の例では単に例と
して同様に加熱設備8が組込まれている)。この蒸発坩
堝7内にはドーパント蒸気流を生成するための反応成分
があり、この成分も同様に基板3上に析出される。更に
制御設備9並びにポンプ設備10が示されており、その
際制御設備9は例えば全ての加熱設備4、6、8の制御
も、真空ケーシング2内に真空状態を形成するためのポ
ンプ10も制御する役目をする。
【0015】図2は第1の実施形態の蒸発坩堝7′を示
している。この蒸発坩堝7′は、有利には窒化ホウ素、
酸化アルミニウム又は黒鉛から成っている坩堝ケーシン
グ11でできている。蒸発坩堝7′の内部には、図示の
例では蒸着物質12、例えばGaBr2又はGaBr3
並びに別の物質13、例えば金属ガリウムが配置されて
いる。底面の部分には、図示の例では材料12、13を
加熱する加熱設備14が備えられている。それにより蒸
着物質12が蒸発し、この物質の蒸気が直接別の物質1
3と接触することになり、この物質とドーパント化合物
を生成すべく反応する。
している。この蒸発坩堝7′は、有利には窒化ホウ素、
酸化アルミニウム又は黒鉛から成っている坩堝ケーシン
グ11でできている。蒸発坩堝7′の内部には、図示の
例では蒸着物質12、例えばGaBr2又はGaBr3
並びに別の物質13、例えば金属ガリウムが配置されて
いる。底面の部分には、図示の例では材料12、13を
加熱する加熱設備14が備えられている。それにより蒸
着物質12が蒸発し、この物質の蒸気が直接別の物質1
3と接触することになり、この物質とドーパント化合物
を生成すべく反応する。
【0016】例えば蒸着物質としてGaBr2又はGa
Br3を、また別の物質として金属ガリウムを使用する
と、蒸気状の蒸着物質は金属ガリウムにより以下に記載
する式 2GaBr2(気体状)+2Ga(液状)→4BaBr
(気体状) 2GaBr3(気体状)+4Ga(液状)→6BaBr
(気体状) により還元される。
Br3を、また別の物質として金属ガリウムを使用する
と、蒸気状の蒸着物質は金属ガリウムにより以下に記載
する式 2GaBr2(気体状)+2Ga(液状)→4BaBr
(気体状) 2GaBr3(気体状)+4Ga(液状)→6BaBr
(気体状) により還元される。
【0017】このようにして生成されたドーパントの蒸
気を含むGaBrは、坩堝ケーシング11上に設置され
た蓋状のカバー16に形成された蒸気流出口15を通っ
て、真空ケーシング2の真空中に、基板3に向かって流
出する。蒸気流出口15の直径は10μm〜1mmの間
であると有利である。蓋状のカバー16も前記の材 料
からできている。カバーには遮蔽の他に更に2つの機能
が付与されている。1つはそこに設けた蒸気流出口によ
って蒸気流を流出させ、蒸発坩堝7′の内部から出てい
く開口15の直径に依存する蒸気の分量を制限する機能
である。また1つには、カバー16によりガス状のGa
Brが遊離する際に、基板を金属ガリウムの噴射から保
護する役目をする。
気を含むGaBrは、坩堝ケーシング11上に設置され
た蓋状のカバー16に形成された蒸気流出口15を通っ
て、真空ケーシング2の真空中に、基板3に向かって流
出する。蒸気流出口15の直径は10μm〜1mmの間
であると有利である。蓋状のカバー16も前記の材 料
からできている。カバーには遮蔽の他に更に2つの機能
が付与されている。1つはそこに設けた蒸気流出口によ
って蒸気流を流出させ、蒸発坩堝7′の内部から出てい
く開口15の直径に依存する蒸気の分量を制限する機能
である。また1つには、カバー16によりガス状のGa
Brが遊離する際に、基板を金属ガリウムの噴射から保
護する役目をする。
【0018】図3はもう1つの蒸発坩堝7′′の実施形
態を示す。この坩堝は内部を2つの空間18、19に分
ける水平な隔壁17を有する。坩堝の下方空間18には
蒸着物質、即ち例えばGaBr2又はGaBr3があ
り、上方の範囲には別の物質、例えば金属ガリウムがあ
る。隔壁は蒸着物質の基材の蒸気を透過し、従ってこの
蒸気は上方の物質と反応することができる。そのため隔
壁17は針金格子として或いは孔格子としても形成され
て、一連の孔を有しており、その直径は0.5〜5mm
の間であると有利である。上方空間19内に金属ガリウ
ムが入れられると、その高い表面張力が隔壁17の孔を
通って下方の範囲18へ金属ガリウムが滴下するのを阻
止する。隔壁17は蒸発坩堝内にある物質と反応しない
か又はそれにより濡れることのない物質から作るべきで
ある。それには、上記のガリウム物質を使用している場
合には、酸化アルミニウム又は黒鉛が適している。その
他の点では坩堝の構造は図2に相当する。
態を示す。この坩堝は内部を2つの空間18、19に分
ける水平な隔壁17を有する。坩堝の下方空間18には
蒸着物質、即ち例えばGaBr2又はGaBr3があ
り、上方の範囲には別の物質、例えば金属ガリウムがあ
る。隔壁は蒸着物質の基材の蒸気を透過し、従ってこの
蒸気は上方の物質と反応することができる。そのため隔
壁17は針金格子として或いは孔格子としても形成され
て、一連の孔を有しており、その直径は0.5〜5mm
の間であると有利である。上方空間19内に金属ガリウ
ムが入れられると、その高い表面張力が隔壁17の孔を
通って下方の範囲18へ金属ガリウムが滴下するのを阻
止する。隔壁17は蒸発坩堝内にある物質と反応しない
か又はそれにより濡れることのない物質から作るべきで
ある。それには、上記のガリウム物質を使用している場
合には、酸化アルミニウム又は黒鉛が適している。その
他の点では坩堝の構造は図2に相当する。
【0019】最後に図4は本発明による蒸発坩堝
7′′′の第3の実施形態を示している。この坩堝は図
3から明らかなように多室構造をなす。この実施形態で
は、下方空間18の下の部分に、この部分を坩堝のその
他の部分に対して冷却する、即ちより低い温度にするこ
とのできる冷却設備20が備えられている。
7′′′の第3の実施形態を示している。この坩堝は図
3から明らかなように多室構造をなす。この実施形態で
は、下方空間18の下の部分に、この部分を坩堝のその
他の部分に対して冷却する、即ちより低い温度にするこ
とのできる冷却設備20が備えられている。
【0020】隔壁17の一部には、金属ガリウムの部分
を比較的高温に、例えば約500℃に加熱することので
きる加熱設備21が備えられている。こうすることによ
り、液状ガリウムと蒸着物質との部分間に、例えば35
0℃から450℃までの温度差を与えることが可能とな
る。それにより、特に蒸着物質を固体状態のままに留
め、急速に蒸発しないようにすることができる。その際
「冷却設備」20とは、もちろんそこの部分を隔壁17
の部分の温度と比べて低い温度に加熱することのできる
形の加熱装置とも解釈できる。
を比較的高温に、例えば約500℃に加熱することので
きる加熱設備21が備えられている。こうすることによ
り、液状ガリウムと蒸着物質との部分間に、例えば35
0℃から450℃までの温度差を与えることが可能とな
る。それにより、特に蒸着物質を固体状態のままに留
め、急速に蒸発しないようにすることができる。その際
「冷却設備」20とは、もちろんそこの部分を隔壁17
の部分の温度と比べて低い温度に加熱することのできる
形の加熱装置とも解釈できる。
【0021】更に図4に見られるように、蒸気流出口1
5の部分には、この部分を冷却することのできるもう1
つの冷却設備22が備えられており、その際ここでも当
然また比較的低温に加熱する加熱設備であってもよい。
それによりこの部分で支配的な蒸気圧を局部的に低下さ
せることができ、その結果ドーパント蒸気流の真空を出
ていく際に加わる減圧作用は僅かであり、基板に向かう
蒸気流の噴射の膨張による拡大は回避される。最後に全
ての加熱及び冷却設備は制御設備9(図1参照)を介し
て制御可能であることに変わりはない。
5の部分には、この部分を冷却することのできるもう1
つの冷却設備22が備えられており、その際ここでも当
然また比較的低温に加熱する加熱設備であってもよい。
それによりこの部分で支配的な蒸気圧を局部的に低下さ
せることができ、その結果ドーパント蒸気流の真空を出
ていく際に加わる減圧作用は僅かであり、基板に向かう
蒸気流の噴射の膨張による拡大は回避される。最後に全
ての加熱及び冷却設備は制御設備9(図1参照)を介し
て制御可能であることに変わりはない。
【図1】真空被覆するための装置を概要図の形の断面
図。
図。
【図2】第1の実施形の蒸発坩堝の断面図。
【図3】第2の実施形の蒸発坩堝の断面図。
【図4】第3の実施形の蒸発坩堝の断面図。
1 真空被覆するための装置 2 真空ケーシング 3 基板 4、6 加熱設備 5 蒸発坩堝 7、7′、7′′、7′′′ 蒸発坩堝 8 加熱設備 9 制御設備 10 ポンプ設備 11 坩堝ケーシング 12 蒸着物質 13 別の物質(例えば金属ガリウム) 14 加熱設備 15 蒸気流出口 16 蓋状のカバー 17 隔壁 18 下方空間 19 上方空間 20、22 冷却設備 21 加熱設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エーリッヒ ヘル ドイツ連邦共和国 91054 エルランゲン シュパールドルファー シュトラーセ 33 (72)発明者 デトレフ マッテルン ドイツ連邦共和国 91056 エルランゲン クレーエンホルスト
Claims (22)
- 【請求項1】 基板を真空被覆するための真空被覆法で
あって、蒸気流出口を有する全側面を閉鎖された蒸発坩
堝内に金属ガリウムと共に配置された、ガリウムを二価
又は三価の形で含む蒸着物質を蒸発させ、この蒸気を金
属ガリウムと接触させ、ガリウムが一価の形で存在する
化合物を含む連続性蒸気流を生成する方法において、二
価又は三価のガリウムを一価のガリウムに還元し、引続
き蒸気流出口を介して基板方向に流出させることを特徴
とする連続性蒸気流の生成方法。 - 【請求項2】 蒸着物質を蒸発坩堝内の第1の平面上
に、また金属ガリウムをその上にある第2の平面上に配
置し、それにより蒸着物質を金属ガリウムと分離して蒸
発するか、又は蒸着物質が金属ガリウム中で蒸発するよ
うに蒸着物質を金属ガリウムと混和することを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 還元のための反応温度が250℃〜95
0℃の間、特に300℃〜900℃の間であることを特
徴とする請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 金属ガリウムと蒸着物質との間に300
℃から500℃まで、特に350℃から450℃のまで
の温度勾配を与えることを特徴とする請求項2又は3記
載の方法。 - 【請求項5】 温度勾配を与えるため蒸着物質を冷却し
及び/又は金属ガリウムを加熱することを特徴とする請
求項4記載の方法。 - 【請求項6】 蒸発坩堝の蒸気流出口の部分を冷却する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載
の方法。 - 【請求項7】 蒸発坩堝の蒸気流出口が2μm〜2m
m、特に5μm〜1.5mm、有利には10μm〜1mm
の直径を有することを特徴とする請求項1乃至6のいず
れか1つに記載の方法。 - 【請求項8】 蒸着物質及び/又は金属ガリウムと反応
しないか又はそれらと濡れない材料、特に黒鉛、酸化ア
ルミニウム又は窒化ホウ素から成る蒸発坩堝を使用する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載
の方法。 - 【請求項9】 蒸着物質がガリウムと臭化物又はガリウ
ムとインジウムの化合物であることを特徴とする請求項
1乃至8のいずれか1つに記載の方法。 - 【請求項10】 ガリウムを一価の形で含む蒸着化合物
を、被覆材、特にX線吸収材の蒸着前、蒸着中又は蒸着
後に蒸着することを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
か1つに記載の方法。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1つに記
載の方法に使用するの適している物質、特にガリウム含
有物質を真空被覆法により蒸着するための蒸発坩堝にお
いて、坩堝(7′、7′′。7′′′)が、少なくとも
1つの蒸着物質(12)及び少なくとも1つの化学的に
この物質の蒸発に作用するもう1つの物質(13)を容
れる少なくとも1つの空間を有しており、またその全側
面が閉鎖可能であるか閉鎖されており、その際1つの側
面に直径2mm以下、特に1mm以下の少なくとも1つ
の蒸気流出口(15)が備えられていることを特徴とす
る蒸発坩堝。 - 【請求項12】 蒸気透過性隔壁(17)により互いに
分離されている2つの上下に存在する空間(18、1
9)を備え、その際下方空間(18)が蒸着物質(1
2)を、上方空間(19)が別の物質(13)を収容す
ることを特徴とする請求項11記載の蒸発坩堝。 - 【請求項13】 隔壁(17)が針金格子、孔格子又は
単数ないし複数の開口を有する蓋状のカバーにより形成
されていることを特徴とする請求項11記載の蒸発坩
堝。 - 【請求項14】 隔壁(17)が別の物質及び/又は基
材の蒸気と反応しない及び/又はこれらにより濡らされ
ることのない物質から成ることを特徴とする請求項12
又は13記載の蒸発坩堝。 - 【請求項15】 特に金属ガリウムを容れるのに適した
上方空間において、隔壁(17)が黒鉛又は酸化アルミ
ニウムから成ることを特徴とする請求項14記載の蒸発
坩堝。 - 【請求項16】 坩堝の範囲を加熱するために少なくと
も1つの加熱設備(14)が備えられていることを特徴
とする請求項11乃至15のいずれか1つに記載の蒸発
坩堝。 - 【請求項17】 加熱設備(14、21)が底の部分
内、場合によっては下方空間(18)内又は隔壁(1
7)の部分内に備えられていることを特徴とする請求項
16記載の蒸発坩堝。 - 【請求項18】 坩堝の一部を冷却するために、少なく
とも1つの冷却設備(20、22)が備えられているこ
とを特徴とする請求項11乃至17のいずれか1つに記
載の蒸発坩堝。 - 【請求項19】 冷却設備(22、20)が上方の坩堝
の一部分に、特に蒸気流出口(15)の部分内又は底の
部分内、場合によっては下方空間(18)の部分内に備
えられていることを特徴とする請求項18記載の蒸発坩
堝。 - 【請求項20】 坩堝が蒸気流出口(15)を有する蓋
状カバー(16)で閉鎖可能であることを特徴とする請
求項11乃至15のいずれか1つに記載の蒸発坩堝。 - 【請求項21】 坩堝及び場合によっては上方の蓋状カ
バーが黒鉛、酸化アルミニウム又は窒化ホウ素からでき
ていることを特徴とする請求項11乃至20のいずれか
1つに記載の蒸発坩堝。 - 【請求項22】 請求項11乃至21のいずれか1つに
記載の蒸発坩堝を使用する基板の真空被覆装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19852325A DE19852325C1 (de) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Verfahren zum Erzeugen eines kontinuierlichen Dampfstromes enthaltend eine Verbindung, in der Gallium in einwertiger Form vorliegt, Verdampfungstiegel zum Verdampfen einer Substanz sowie Verwendung des Verdampfungstiegels in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung |
DE19852325.4 | 1998-11-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000144381A true JP2000144381A (ja) | 2000-05-26 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11316908A Withdrawn JP2000144381A (ja) | 1998-11-12 | 1999-11-08 | 連続性蒸気流の生成方法、蒸発坩堝並びに真空被覆装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP2000144381A (ja) |
DE (1) | DE19852325C1 (ja) |
FR (1) | FR2785913B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100490537B1 (ko) * | 2002-07-23 | 2005-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 가열용기와 이를 이용한 증착장치 |
JP2011510473A (ja) * | 2008-01-22 | 2011-03-31 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック インコーポレイテッド | 水銀置換物を使用した、カプセル封入されたスイッチおよびその製造方法 |
KR20170072882A (ko) * | 2014-09-18 | 2017-06-27 | 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베. | 부품, 밴드형 물질, 또는 도구의 표면에 코팅을 형성하는 장치 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201204845A (en) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Processing apparatus for smoothing film material and evaporation deposition device with same |
US8778081B2 (en) * | 2012-01-04 | 2014-07-15 | Colorado State University Research Foundation | Process and hardware for deposition of complex thin-film alloys over large areas |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3725045A (en) * | 1970-06-24 | 1973-04-03 | Republic Steel Corp | Apparatus and method for vaporizing molten metal |
GB1393350A (en) * | 1972-10-06 | 1975-05-07 | Hitachi Ltd | Superconductive elemtnts |
US4125086A (en) * | 1977-01-06 | 1978-11-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Nozzle beam type metal vapor source |
JPS53110973A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-28 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Method and apparatus for manufacturing compounds |
JPS6353259A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜形成方法 |
JPH01272759A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-31 | Fuji Seiki Kk | 結晶薄膜の蒸着方法並びにそれに用いる加熱装置 |
US5015323A (en) * | 1989-10-10 | 1991-05-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Multi-tipped field-emission tool for nanostructure fabrication |
US5008897A (en) * | 1990-03-23 | 1991-04-16 | The Boc Group, Inc. | Water cooled crucible |
US5075055A (en) * | 1990-06-06 | 1991-12-24 | Union Carbide Coatings Service Technology Corporation | Process for producing a boron nitride crucible |
EP0572150A3 (en) * | 1992-05-26 | 1993-12-29 | General Electric Company | Chemical vapour-deposition of aluminide coatings |
DE69601603T2 (de) * | 1995-06-30 | 1999-09-23 | Agfa-Gevaert N.V., Mortsel | Schirm zum Speichern eines Strahlungsbildes mit Alkalihalogenidphosphor |
-
1998
- 1998-11-12 DE DE19852325A patent/DE19852325C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-29 FR FR9913586A patent/FR2785913B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-08 JP JP11316908A patent/JP2000144381A/ja not_active Withdrawn
- 1999-11-09 US US09/436,987 patent/US6210755B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-23 US US09/766,639 patent/US20010007697A1/en not_active Abandoned
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100490537B1 (ko) * | 2002-07-23 | 2005-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 가열용기와 이를 이용한 증착장치 |
JP2011510473A (ja) * | 2008-01-22 | 2011-03-31 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック インコーポレイテッド | 水銀置換物を使用した、カプセル封入されたスイッチおよびその製造方法 |
KR20170072882A (ko) * | 2014-09-18 | 2017-06-27 | 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베. | 부품, 밴드형 물질, 또는 도구의 표면에 코팅을 형성하는 장치 |
JP2017528602A (ja) * | 2014-09-18 | 2017-09-28 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト・ツァー・フォデラング・デル・アンゲワンテン・フォーシュング・エー.ファウ. | 構成部品、バンド状の材料又はツールの表面にコーティングを形成する装置 |
US10787733B2 (en) | 2014-09-18 | 2020-09-29 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag. | Device for forming coatings on surfaces of a component, band-shaped material, or tool |
KR102244897B1 (ko) | 2014-09-18 | 2021-04-27 | 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트 | 부품, 밴드형 물질, 또는 도구의 표면에 코팅을 형성하는 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20010007697A1 (en) | 2001-07-12 |
FR2785913B1 (fr) | 2002-07-19 |
US6210755B1 (en) | 2001-04-03 |
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DE19852325C1 (de) | 2000-05-11 |
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