(57)【要約】【課題】基板面上の一端から他端に向かう各位置に対する成膜量の分布が連続して変化する良質な傾斜組成膜を確保する。【解決手段】雰囲気圧力調整手段１０３によって雰囲気や圧力が調整される成膜室装置１００の成膜室１１０内に、原材料を収納したボート１１１と対向するように基板１１３を配置し、前記ボート１１１と基板１１３との間に、一端面が発揮する蒸気制御作用によって、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分の蒸気を遮断させる機能及び残部の蒸気を前記基板１１３面の所定位置にまで傾斜誘導する機能とを併せもつ遮蔽板１１２を設ける。【選択図】      図１
2004217987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原材料を収納した１ないし複数のボートと、前記ボートと対向するように設置した基板と、前記ボートと前記基板とで形成される立体的空間の所定位置に一端面が発揮する蒸気制御作用によって前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分の蒸気を遮断させる機能及び残部の蒸気を前記基板面の所定位置にまで傾斜誘導する機能との両機能を併せ持つ１ないし複数の遮蔽板とからなる成膜室装置と前記原材料を蒸発させるための加熱手段と、前記成膜室装置内の雰囲気、圧力を調整するための雰囲気圧力調整手段とを備え、前記成膜室装置、前記加熱手段および前記雰囲気圧力調整手段が気密性をもって連結されている事を特徴とする傾斜組成膜製造装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記ボートを直接加熱する事を特徴とする請求項１記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記ボートを間接的加熱する事を特徴とする請求項１記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記原材料を直接加熱する事を特徴とする請求項１記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項５】
前記雰囲気圧力調整手段は、前記成膜室装置内を排気する真空排気装置である事を特徴とする請求項１〜４記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項６】
前記ボートと対面するように前記遮蔽板を設置し、前記遮蔽板と対面するように前記基板を設置した事を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項７】
前記ボートと前記遮蔽板とほぼ平行に設置し、前記ボートと前記基板ともほぼ平行に設置した事を特徴とする請求項１〜６記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項８】
前記ボートを移動可能とする駆動機構を備えた事を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項９】
前記遮蔽板を設置する前記立体的空間の所定位置として、前記ボートと前記遮蔽板との間隙（距離）をＸ、前記遮蔽板と前記基板との間隙（距離）をＹとした場合に、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］＝０．１〜０．９なる条件を満たす位置に設置し、基板面上での所定位置に対する成膜量に規則的な勾配の組成分布を持たせて成膜させる事を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１０】
前記ボートと前記遮蔽板の蒸気制御作用の発揮障害とならない位置に、１ないし複数の補助ボートを設置し、両ボートを加熱し、基板面上での所定位置に対する成膜量に、前記ボートからの成分については規則的な勾配の組成分布を持たせて成膜し、前記補助ボートからの成分については勾配のない一定の組成分布を持たせて成膜し、両成膜を畳重させる事を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１１】
前記ボートは、ボートの有効蒸発部分の幅に対して２倍以上の有効蒸発部分の長さ［（長さ／幅）≧２］を持つ細長形状である事を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１２】
前記ボートの幅に対して２倍以上の長さ（長さ／幅≧２）を持つ細長状の蒸気通過孔を持つボートカバーを、ボートと遮蔽板との間隙（距離）をＸ、遮蔽板と基板との間隙（距離）をＹとした場合に、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］≦０．１なる条件を満たす位置で前記ボートのほぼ真上方向でほぼ近接する様に配置した事を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１３】
前記ボート、前記遮蔽板および基板は、設置位置の微調整を可能とする駆動機構を備えると共に、一体化して成膜室装置へ取り付けることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１４】
前記加熱手段は、抵抗加熱、電子衝撃加熱、レーザ加熱、アーク加熱のいずれかであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【請求項１５】
成膜中の雰囲気は、真空雰囲気中、酸素雰囲気中、窒素雰囲気中、アルゴン雰囲気中のいずれかである事を特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の傾斜組成膜製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
蒸発源と基板との間に配置した遮蔽板の遮蔽効果によって、基板面上での所定位置に対する成膜量に規則的な勾配を持たせた成膜を得る事の出来る傾斜組成膜製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、組成比率を一端から他端に向かって組成分布に変化させた合金を、傾斜組成合金と定義している。
【０００３】
この様な傾斜組成合金は、通常、目標組成を持つ複数個の合金をあらかじめ用意し、これらを組成比率の順に張り合わせて、焼結一体化する事によって、張り合わせた方向の組成分布に傾斜をもたせて傾斜組成合金を製造している。近年では例えば応力緩和を要する部品、接合性向上を要する接合などに活用している。この場合の製造装置として、均熱の加熱部分を持った通常の焼結炉装置が用いられる（従来装置１）。
【０００４】
また、１つの物質（被蒸発材料）を蒸発させると、その物質の蒸気は空間のあらゆる方向に飛び出す性質を利用して、図２３に示すように、真空排気装置１によって圧力、雰囲気が調整された成膜室装置２内に、加熱手段によって加熱される被蒸発材料を収納した複数のボート３の上部に基板４を設置し、ボートからの蒸気をこの基板で受け止めると、基板面上の成膜量は、円状や楕円状に近似した模様を描きながら付着する。基板面上の成膜量は基板面に平行の方向にその厚さを無秩序に傾斜させた成膜量傾斜膜を製造する事が出来る。この場合の製造装置としては、真空容器の中に蒸発用ボートと基板を内蔵した通常の真空蒸着装置が用いられる（従来装置２）。
【０００５】
上記性質を利用して、複数の物質（被蒸発材料）を複数の蒸発源に別々に収容し同時に蒸発させ、複数の蒸気を重畳させるようにして、ボートの上部に設置した基板で受け止めると、基板面上の成膜量は基板面に平行の方向に組成分布を無秩序に傾斜させた傾斜組成合金膜を製造する事が出来る。この場合の製造装置としては、真空容器の中に蒸発用ボートと基板を内蔵した通常の真空蒸着装置が用いられる（従来装置３）。
【０００６】
従来装置１，２，３の内、代表例として従来装置２の特許文献１参照。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３４３５６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前者の焼結一体化して得る傾斜組成合金（従来装置１）では、組成分布が段階的組成変化となるのは避けられず、これを是正するには天文学的な個数の合金をあらかじめ用意し積層しなくてはならず、実用性に乏しい。
【０００９】
また、成膜量傾斜膜（従来装置２）では、基板面上では、位置に対する成膜厚さの変化には連続性はあるものの、蒸発源が点状である為、化学、金属、セラミックス材料分野で常用されている様な良質な状態図的分布は得られず（所定の定まった尺度で分布するのではなく）実用性に乏しい。
【００１０】
また、後者の傾斜組成合金膜（従来装置３）では、基板面上の成膜量は基板面に平行の方向に組成分布を傾斜させ得るものの、所定の定まった尺度で分布するのではなく、化学、金属、セラミックス分野で常用されている様な良質な状態図的分布は得られず実用性に乏しい。
【００１１】
そこで、本発明は、この様な従来技術の課題を解決するために成されたもので、基板面上の一端から他端に向かう各位置（所定位置と称している）に対する成膜量の分布が連続して変化する良質な傾斜組成膜を得る傾斜組成膜製造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の傾斜組成膜製造装置は、原材料を収納した１ないし複数のボートと、前記ボートと対向するように設置した基板と、前記ボートと前記基板とで形成される立体的空間の所定位置に一端面が発揮する蒸気制御作用によって前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分の蒸気を遮断させる機能及び残部の蒸気を前記基板面の所定位置にまで傾斜誘導する機能との両機能を併せ持つ１ないし複数の遮蔽板とからなる成膜室装置と前記原材料を蒸発させるための加熱手段と、前記成膜室装置内の雰囲気、圧力を調整するための雰囲気圧力調整手段とを備え、前記成膜室装置、前記加熱手段および前記雰囲気圧力調整手段が気密性をもって連結されている事を特徴とする。ここで気密性の程度は、成膜室内の真空度を１０−１Ｐａ．以下の高真空に維持することが好ましい。
【００１３】
また、雰囲気圧力調整手段は、成膜室内の雰囲気や圧力を調整し被蒸発材料の蒸気を成膜室装置内の空間中を優れた直線性をもって飛行させ基板面上まで誘導する事が必須である。また、加熱手段は被蒸発材料の蒸気を作ることが必須である。また、成膜室装置内の遮蔽板は、加熱手段によって蒸発させた被蒸発材料の蒸気に対して、基板面上の蒸着量に連続的な勾配を持たせて良質な傾斜組成膜を得るために一端面が蒸気制御作用を発揮することが必須である。
【００１４】
これにより、基板面上の一端から他端に向かう各位置に対する成膜量の分布が連続して変化する良質な傾斜組成膜を得ることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
・まず、傾斜組成膜製造装置の基本構成について、
本発明の傾斜組成膜製造装置は、原材料を蒸発させる１つ又は複数の蒸発源から、基板面上の対象位置の各位置への物質の到達量に規則的な勾配を持たせて成膜することにより得られた基板面上の少なくとも１方向において、傾斜組成を有する薄膜若しくはそれと同等の傾斜組成を有する薄膜を得るための成膜室装置と、原材料を蒸発させるための加熱手段と、成膜室装置内部の雰囲気を調整するための雰囲気圧力調整手段とを備え、これら成膜室装置と加熱手段と雰囲気圧力調整手段との３要素が気密性を持ってステンレス部材で連結された手段となっている。
【００１７】
図１は、第１の実施形態の傾斜組成膜の成膜に用いる被蒸発材料が１成分の場合の傾斜組成膜製造装置１の成膜室装置１００を模式的に示した概要説明図である。
【００１８】
成膜室装置１００は、コンパクト化が図れるよう成膜室１１０内に原材料を収納した細長い形状のボート１１１と、そのボート１１１の上方におけるボート１１１からの蒸気の一部を遮蔽しながら残部の蒸気をさらに上方に誘導する位置に設定された遮蔽板１１２と、この遮蔽板１１２の上方に設置された基板１１３とで構成されている。遮蔽板１１２を介して上方の基板１１３の対向面にボート１１１からの蒸気を付着させる構成である。ボート１１１は加熱手段１２０に連結されると共に、成膜室１１０は雰囲気圧力調整手段となる真空排気装置１０３と気密性を持って連結されている。
【００１９】
ボート１１１，遮蔽板１１２，基板１１３の内、ボート１１１と遮蔽板１１２の位置関係は平行、遮蔽板１１２と基板１１３の位置関係は平行にそれぞれ設定されている。したがって、基板面上の所定位置に精度良く傾斜組成膜を作成出来、最小限の容積で成膜室装置１００を構成することが可能となる。
【００２０】
真空排気装置１０３は、成膜室１１０内の雰囲気圧力調整制御機能を備える。これにより、成膜室１１０内の圧力は、成膜室１１０内の分子同士の衝突が、衝突してから次の衝突までに直進する距離を調整する。すなわち基板面上での所定位置に対する傾斜組成膜の分布の精度に影響を与え、特に０％、１００％の境界を明確にする。高い真空度とする事によってその境界をより明確にする事が可能となる。
【００２１】
遮蔽板１１２は、図２に示すように成形時には平面からみた時に、辺Ｇ・ｇ，Ｈ・ｈを有する四辺形板となっていて、辺ｇ・ｈが、蒸気が抜ける蒸気制御作用を発揮する一端面となっている。一端面となる、辺Ｇ・ｇは蒸気の一部を遮蔽しながら残部の蒸気をさらに上方へ誘導する所定位置に配置されることで、傾斜組成膜が得られるようになっている。
【００２２】
・成膜のメカニズムについて
傾斜組成膜製造装置１では、成膜室１１０内のボート１１１に収納した被蒸発材料を加熱して蒸発させ、基板１１３の対向面に付着させることにより、遮蔽板１１２の端面の遮蔽によって、ボート１１１と遮蔽板１１２とを結ぶ線の上方に設置した基板面上での所定位置に対する成膜量の分布に規制的な勾配を持った傾斜組成膜が形成される。この時の基板面上の傾斜組成膜形成のメカニズムは、次の通りである。
【００２３】
図１に於いて、ボート１１１の蒸発点ａから蒸発した蒸気は、一部は遮蔽板１１２に遮蔽されるが、その大部分は基板１１３に到着する。遮蔽板１１２の端面ｇとボート１１１の蒸発点ａとの延長線と基板１１３との交点ｔに到達する。しかし基板１１３との交点ｔのわずか右側では、蒸発した蒸気は全く到達しない部分となる。交点ｔが蒸気が到達する領域とゼロとの境界の点となる。
【００２４】
ボート１１１の蒸発点ｂから蒸発した蒸気は、遮蔽板１１２の端面ｇとの延長線と基板１１３との交点ｓに到達する。交点ｓの左側の総ての点に到達している。しかし交点ｓの右側ｔには到達しない。
【００２５】
ボート１１１の蒸発点ｃから蒸発した蒸気は、遮蔽板１１２の端面ｇとの延長線と基板１１３との交点ｒに到達する。交点ｒの左側の総ての点に到達している。しかし交点ｒの右側ｓ，ｔには到達しない。
【００２６】
ボート１１１の蒸発点ｄから蒸発した蒸気は、その大部分は遮蔽板１１２に遮蔽されるが、遮蔽板１１２の端面ｇとボート１１１の端面ｄとの延長線と基板１１３との交点ｑに到達する。交点ｑのわずか左側では、蒸発源の蒸発点ａ、蒸発点ｂ、蒸発点ｃから蒸発した総ての蒸気が到達し、交点ｑは１００％の蒸気が到達する領域との境界の点となる。しかし交点ｑの右側ｒ，ｓ，ｔには到達しない。
【００２７】
上記ボート１１１、遮蔽板１１２、基板１１３とからなる構成に於いて、ボート１１１を細長状とする事によって、基板１１３上に到達する蒸気量にスムーズな勾配を持たせると共に、遮蔽板１１２の遮蔽効果と相俟って、規則的な勾配を持たせるのに不可欠である。
【００２８】
上記ボート１１１、遮蔽板１１２、基板１１３よりなる構成に於いて、遮蔽板１１２の端面の蒸気通過面を最大１０μｍ以下、好ましくは０．１μｍの粗度に制御する事が必須である。これによって、基板１１３上に到達する蒸気量に一層スムーズな勾配を持たせる事が出来る。
【００２９】
上記ボート１１１、遮蔽板１１２、基板１１３よりなる構成に於いて、ボート１１１の長手方向と、遮蔽板の端面がなす辺が作る直線方向とを、立体図的に見た時、６０度〜１２０度の角度で交差する様、好ましくは直交する様に配置する事が必須である。基板面上での所定位置に対する成膜量の分布に、規則的な勾配を持たせるのに不可欠である。
【００３０】
なお、基板１１３から下方を見た場合、ボート１１１の長手方向と遮蔽板１１２とは交差して見える。この場合の交差して見える角度を、立体図的に定めた角度として定義した。
【００３１】
・ボートと遮蔽板と基板との相対位置について
図１において、規則的な勾配を持たせて成膜させるために、ボート１１１と基板１１３との間の遮蔽板１１２を配置する。被蒸発物を収納したボート１１１を、特に細長状とし、そのボート１１１の上方に、ボート１１１からの蒸気の一部を遮蔽しながら、残部の蒸気を更に上方に誘導するために、成膜室内の立体的空間の所定位置に、遮蔽板１１２を配置する。ボート１１１と遮蔽板１１２との間隔をｘ、遮蔽板１１２と基板１１３との間隔をｙとした時、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］＝０．１〜０．９で定まる立体的空間の所定位置に遮蔽板１１２を配置する事によって、基板面上での所定位置に対する成膜量の分布に、規則的な勾配を持たせる事ができる。
【００３２】
・ボートについて
傾斜組成膜製造に際して不必要な蒸気の基板１１３への付着を軽減する目的で、ボート１１１の幅に対して２倍以上の長さ（長さ／幅≧２）を持つ細長状の蒸気通過孔を持つボートカバー１０７を設ける。設ける位置としては、ボート１１１と遮蔽板１１２との間隔（距離）をＸ、遮蔽板１１２と基板１１３との間隔（距離）をＹとした場合に、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］≦０．１なる条件を満たす位置、好ましくは前記ボート１１１のほぼ真上方向でほぼ近接する様に配置する。
【００３３】
ボートカバー１０７の材質としては、Ｗ，Ｍｏ，サーメットなどの高融点材料を用いる事が好ましい。
【００３４】
蒸発用のボート１１１は、その有効蒸発孔が細長状であれば線状（棒状、点状の集合体）、面状（船状、コイル状）のいずれの形状でも良い。有効蒸発孔とは、線状（棒状）の場合では、その直径に対して２倍以上の長さを持つ細長い形状の蒸発孔を備え、面状（船状、コイル状）の場合では、その幅に対して２倍以上の長さを持つ細長い形状の蒸発孔を備えたものを指す。
【００３５】
・遮蔽板について
原材料蒸気の一部を通り過ごさせる端面の表面粗さを最大１２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下の粗度に制御する事が好ましい。さらに遮蔽板１１２は、細長状のボート１１１の長手方向と遮蔽板１１２の前記端面がなす辺の作る直線の方向とを、立体図上で特に６０度〜１２０度以内の角度で交差するように、好ましくは直交するように配慮する。
【００３６】
・ボートの長手方向と遮蔽板の端面がなす辺との配置角度について
成膜室１１０内の遮蔽板１１２は、その端面の蒸気通過面を表面粗さを特に最大１２０μｍ以下、好ましくは０．１μｍの粗度に制御した上で、細長状としたボート１１１の長手方向と、遮蔽板１１２の端面がなす辺とが作る直線方向とを、立体図上で特に６０度〜１２０度以内の角度で交差する様、好ましくは９０度の角度で交差する様に配置する。この場合には遮蔽板１１２の遮蔽効果によって、ボート１１１と遮蔽板１１２とを結ぶ上方の方向に設置した基板１１３の基板面上での所定位置に対する成膜量の分布に、規則的な勾配が得られるようになる。
【００３７】
図３は、遮蔽板１１２が１個で、原材料を蒸発させるボート１１１も１個で、かつボート１１１に直接通電し加熱する場合の全体の１成分系の傾斜組成膜製造装置１の概要説明図である。
【００３８】
傾斜組成膜製造装置１は、ボート１１１と対向するように配置した基板１１３と、前記ボート１１１と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する１個の遮蔽板１１２を設置し、この遮蔽板１１２の遮蔽効果によって、遮蔽されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させ、基板面上［ボート１１１と基板１１３とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向］での成膜量が、面方向に規則的な勾配を持たせた傾斜組成膜を得る成膜室装置１００と、油拡散ポンプ１０２、回転ポンプＰを有する主排気系１０１と、補助排気ポンプＰ１を有する粗引き系１０５とからなる成膜室装置１００内部を真空排気する真空排気装置１０３と、原材料を収納したボート１１１を直接加熱して蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０とで構成され、成膜室装置１００と真空排気装置１０３はステンレス部材で気密性をもって連結されている。
【００３９】
なお、成膜室装置１００内で得られる傾斜組成膜の成膜量は膜厚モニター１１４によって監視されるようになっている。
【００４０】
ボート１１１を加熱する加熱手段としては前記直接加熱の外に他の手段がある。具体的には図４に示すように、原材料を収納したボート１１１を間接加熱原１１６によって、間接的に加熱し蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０を備える手段となっている。
【００４１】
また、図５に示すように、ボート１１１に収納した原材料に、電子線やレーザを直接照射するための加熱源１１７によって、直接加熱して蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０を備える手段がある。この場合、スパッタ電源１１８によってスパッタガスが成膜室１１０内に供給できるようにすることが望ましい。
【００４２】
図６は、遮蔽板１１２が１個で、原材料を蒸発させるボートを複数個１１１ａ〜１１１ｆ使用し、かつ複数個のボート１１１内の被蒸発物を直接加熱すると共に、複数個のボート１１１にボート用の遮蔽板１３０を配置した場合の第２の実施形態となる傾斜組成膜製造装置１を示す。
【００４３】
即ち、複数のボート１１１ａ〜１１１ｆを直線的に設置する。これと対向するように配置した基板１１３と、前記直線的に設置した複数のボート１１１ａ〜１１１ｆと、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する１個の遮蔽板１１２を設置する。この遮蔽板１１２の遮蔽効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させ、基板面上（ボート１１１と基板１１３とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向）での成膜量が、面方向に規則的な勾配を持たせた傾斜組成膜を得る成膜室装置１００と、真空排気装置１０３と、原材料を収納した複数のボート１１１の各々の加熱を独立的に制御しながら加熱、蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０とを備える構造となっている。なお、真空排気装置１０３は図３と同一である。
【００４４】
一方、ボート１１１と遮蔽板１１２と基板１１３との関係は、ボート１１１と遮蔽板１１２との間隔をｘ、遮蔽板１１２と基板１１３との間隔をｙとした時、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］＝０．１〜０．９で定まる立体的空間の所定位置に遮蔽板１１２を配置する事によって、基板面上での所定位置に対する成膜量の分布に、規則的な勾配を持たせる。長さＬ、幅Ｗの大きさの蒸気通過孔を持つボート用遮蔽板１３０を、ボート１１１の上方０．５〜５ｍｍの位置に、ボート１１１を覆う様に設置し、基板面上での成膜の境界を明確にする。この場合ではボート１１１は１個であっても複数個であっても利用できる。
【００４５】
図７は、遮蔽板１１２が１個で、原材料を蒸発させるボート１１１が２個で、かつボート１１１内の被蒸発物を直接通電し加熱する場合の第３の実施形態となる傾斜組成膜製造装置１を示す。
【００４６】
即ち、真空排気装置１０３と成膜室装置１００とを有し、真空排気装置１０３は図３と同一である。一方、成膜室１１０内において、原材料を蒸発させる蒸発原となるボート１１１を複数設置する。これらと対向するように配置した基板１１３と、前記ボート１１１と前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する１個の遮蔽板１１２を設置する。この遮蔽板１１２の設置効果によって、点線で示すように遮断されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させることで、基板面上［ボート１１１と基板とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向］での成膜量が、面方向に２種以上の物質の割合に規則的な勾配を持った２成分系の傾斜組成膜が得られるようになる。なお、原材料を収納したボート１１１を加熱、蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０を有することは前記実施形態と同一である。
【００４７】
一方、遮蔽板１１２は図８に示すように辺Ｇ・ｇ，Ｈ・ｈを有する長方形となっていて辺Ｇ・ｇは遮蔽効果を発揮する端面となっている。
【００４８】
この場合、ボート１１１が２つ配置された実施形態の場合、図９に示すように、そのボート１１１と対向し合う位置に遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂを２つ設ける手段とすることも可能である。
【００４９】
遮蔽板１１２Ａは図１０に示すように辺Ｉ・ｉ，Ｇ・ｇを有し、遮蔽板１１２Ｂは辺Ｈ・ｈ，Ｇ・ｇを有する長方形となっていて、遮蔽板１１２Ａにあっては、端面Ｇ・ｇによって、遮蔽板１１２Ｂに合っては端面Ｈ・ｈによって遮蔽効果を発揮する。
【００５０】
この場合、点線で示すように一枚の遮蔽板１３０に辺Ｉ・ｉ，Ｇ・ｇと辺Ｈ・ｈ，Ｇ・ｇの２つの穴を設け、その端面ｇ・ｈによって遮蔽効果が発揮できるようにすることも可能である。
【００５１】
図１１は、遮蔽板１１２が１個で、原材料を蒸発させるボート１１１も１個で、かつボート１１１内の被蒸発物を直接通電し加熱する場合の第４の実施形態となる傾斜組成膜製造装置１を示す。
【００５２】
即ち、真空排気装置１０３と成膜室装置１００とを有し、真空排気装置１０３は図３と同一である。一方、成膜室１１０内において、ボート１１１に収納した被蒸発物を第１の被蒸発物とし、遮蔽板１１２の設置効果の現れない位置に配置したボート１１９に収納した被蒸発物を第２の被蒸発物としてある。
【００５３】
ボート１１１と対向するように配置した基板１１３と、前記ボート１１１と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する１個の遮蔽板１１２を設置する。この遮蔽板１１２の遮蔽効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させることで基板面上［ボート１１１と基板１１３とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向］での成膜量が、面方向に規則的な勾配を持たせた第１の被蒸発物の傾斜組成膜が得られる。
【００５４】
また、遮蔽板１１２の設置効果の現れない位置に配置したボート１１９に収納した第２の被蒸発物を基板面上の前記所定位置に誘導することで、第２の被蒸発物は遮蔽板１１２がないため基板面上で傾斜組成せずに成膜する。第１の被蒸発物、第２の被蒸発物のいずれかを先に蒸発させるか、同時に蒸発させるかを選択することで、基板面の成膜量に対して、基板面に平行な方向の組成分布に第１の被蒸発物については規則的な勾配が得られる。第２の被蒸発物については勾配のない成膜状態が得られる。なお、ボート１１１と１１９は、電源１２１を内蔵する加熱手段１２０によって加熱されることは、前記実施形態と同一である。
【００５５】
図１２は、遮蔽板１１２が２個で、原材料を蒸発させるボート１１１、１１５も２個で、かつボート１１１、１１５内の被蒸発物を直接通電し加熱する場合の第５の実施形態となる傾斜組成膜製造装置１を示す。
【００５６】
即ち、真空排気装置１０３と成膜室装置１００を有し、真空排気装置１０３は図３と同一である。一方、成膜室１１０内において、ボート１１１に収納した原材料となる被蒸発物を第１の被蒸発物とし、遮蔽板１１２の設置効果の現れない位置に配置したボート１１９に収納した原材料となる被蒸発物を第２の被蒸発物とする。
【００５７】
ボート１１１、１１５と対向するように配置した基板１１３と、前記ボート１１１、１１５と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する２個の遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂを設置し、この遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂの遮蔽効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させ、基板面上（ボート１１１と基板１１３とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向）での成膜量が、面方向に規則的な勾配を持たせた第１の被蒸発物の傾斜組成膜を得ると共に、遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂの設置効果の現れない位置に配置したボート１１９に収納した第２の被蒸発物を基板面上の前記所定位置に誘導する。第２の被蒸発物は遮蔽板がないため基板面上で傾斜組成せずに成膜するのが特徴である。第１の被蒸発物、第２の被蒸発物のいずれかを先に蒸発させるか、同時に蒸発させるかを選択することで、基板面の成膜量に対して、基板面に平行の方向の組成分布に第１の被蒸発物については規則的な勾配が得られる。第２の被蒸発物については勾配のない成膜が得られるようになる。なお、原材料を収納したボート１１１は電源１２１を内蔵する加熱手段１２０によって加熱されることは前記実施形態と同一である。
【００５８】
一方、図１３は、図１２で示した２個の遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂの平面図で、各辺、Ｉ・ｉ，Ｇ・ｇと、辺Ｈ・ｈ・Ｊ・ｊを備える。辺Ｇ・ｇと辺Ｈ・ｈは、遮蔽効果を発揮する遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂの端面となっている。
【００５９】
図１４は、図１２の２成分系の傾斜組成膜製造装置１によって成膜される傾斜組成膜の傾斜組成を模式的に示した成膜の断面図となっていて、Ａは第１のボート１１１からの蒸気、Ｂは、第２のボート１１５からの蒸気、Ｃは補助成分となるボート１１９のから蒸気となっており、Ｄは基板を示している。
【００６０】
図１５は、１枚の３角形板の３辺１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃを遮蔽材１１２として、原材料を蒸発させるバー状のボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを３個使用し、かつボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ内の被蒸発物を直接通電し加熱する場合の第６の実施形態となる傾斜組成膜製造装置１を示す。
【００６１】
即ち、真空排気装置１０３と成膜室装置１００とを有し、真空排気装置１０３は図３と同一である。一方、成膜室１１０内において、原材料を蒸発させる３個の蒸発源となるボート１１１Ａと１１１Ｂと１１１Ｃを放射状に設置する。これらと対向するように配置した基板１１３と、前記蒸発源となるボート１１１Ａと１１１Ｂと１１１Ｃと、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する三角形状の遮蔽板１１２を設置する。この遮蔽板１１２の設置効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上の所定位置に誘導させることで、基板面上［ボート１１１と基板とを結ぶ軸に対してほぼ直角の方向］での成膜量が、面方向に３種の物質の割合に規則的な勾配を持った３成分系の傾斜組成膜が得られる。なお、原材料を収納したボート１１１は加熱、蒸発させる電源１２１を内蔵する加熱手段１２０によって加熱される構造となっていることは前記実施形態と同一である。
【００６２】
図１６、図１７は、１枚の４角形板の中央部を蒸気通過孔として３角形ｋ１、ｋ２、ｋ３にくりぬいて、第１の端面ｋ２、ｋ３、第２の端面ｋ１、ｋ３、第３の端面ｋ２、ｋ３を遮蔽板として利用した３成分系の傾斜組成膜製造装置１用の遮蔽板１４０を示した平面図と断面図である。基板上の成膜はくりぬいた３角形ｋ１、ｋ２、ｋ３と相似形となる。
【００６３】
即ち、原材料を蒸発させる３個の蒸発源となるボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを放射方向に設置する。これらと対向するように配置した基板（図示せず）と、前記３個の蒸発源となるボートと、前記基板とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する上記遮蔽板１４０を設置し、この遮蔽板１４０の設置効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上（図示せず）の所定位置に誘導させることで、基板面上での成膜量が、面方向に３種の物質の割合に規則的な勾配を持った３成分系の傾斜組成膜が得られる。
【００６４】
図１８、図１９は、３角形板の第１の端面ｋ２、ｋ３、第２の端面ｋ１、ｋ３、第３の端面ｋ２、ｋ３、を遮蔽板として利用した３成分系の傾斜組成膜製造装置１用の遮蔽板１４１の平面図と断面図である。基板上の成膜は３角形板ｋ１、ｋ２、ｋ３と相似形となる。
【００６５】
即ち、遮蔽板が３角形の板ｋ１、ｋ２、ｋ３の各端面ｋ２ｋ３、ｋ１ｋ３、ｋ２ｋ３を遮蔽板端面として使用する。
【００６６】
具体的には原材料を蒸発させる３個の蒸発源となるボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを放射状に設置する。これらと対向するように配置した基板（図示せず）と、前記３個の蒸発源と、前記基板とで形成される立体的空間の所定位置に、前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分を遮断させる機能を有する上記遮蔽板１４１を設置し、この遮蔽板１４１の設置効果によって、遮断されない残部の蒸気を基板面上（図示せず）の所定位置に誘導させることで、基板面上での成膜量が、面方向に３種の物質の割合に規則的な勾配を持った３成分系の傾斜組成膜が得られる。
【００６７】
図２０、図２１は、遮蔽板が１個で、原材料を蒸発させるボートを複数個１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを使用し、かつこの複数個のボート１１１ａ〜１１１ｄ内の被蒸発物を直接加熱すると共に、複数個のボート１１１ａ〜１１１ｄには、蒸気通過孔Ｇ・ｇ・Ｈ・ｈを持つボート用の遮蔽板１３０を配置した場合の成膜室（図示せず）を備えた３成分系の傾斜組成膜製造装置１用ボートの遮蔽板１３０を示す。この遮蔽板１３０は、１個のボート中に多量の被蒸発物を収納する必要性がある場合、例えば成膜厚さを大きくしたり、あるいは、成膜面積を大きくする時に１個の細長いボートでは収納容積が不足する。そこで複数のボートを使用し収納容積を確保すると共に、細長状の蒸気通過穴を持つボートの遮蔽板１３０を配置することで、長さＬが確保され、基板の所定位置に対する安定した傾斜膜分布の変化が得られる。
【００６８】
図２２は、遮蔽板１１２が１個で、原材料を蒸発させるボート１１１も１個で、かつボート１１１に直接通電し加熱（図示せず）する場合のカセット式の傾斜組成膜製造装置１の第７の実施形態となる成膜室１１０を示す。なお、真空排気装置１０３、加熱手段１２０は図示していないが前記実施形態と同一である。
【００６９】
即ち、成膜室１１０内には、ボート１１１を上下に移動させるための上下方向移動機能を持つボート支柱２０３Ａと、ボート１１１を水平方向移動機能を持つボート支持板２０３Ｂとから成るボート駆動機構２０３を有する。
【００７０】
ボート駆動機構２０３に於いて、ボート１１１の駆動は、例えばボート支柱２０３Ａに雄ネジを施し、ボート支持板２０３Ｂに雌ネジを施し両者を組合わせた後、ネジの回転を利用することで、上下Ｂ軸方向あるいは水平Ａ軸方向に確実に移動が可能となる。ボート支柱２０３Ａの一端は台盤２１０に固定されている。台盤２１０は、着脱可能の様に台盤取付けネジ２１１によって成膜室１１０に取付けられる。
【００７１】
また、遮蔽板１１２を上下に移動させる為の上下方向移動機能を持つ遮蔽板支柱２０２Ａと、遮蔽板１１２を水平方向移動機能を持つ遮蔽板支柱２０２Ｂとから成る遮蔽板駆動機構２０２を有する。
【００７２】
遮蔽板駆動機構２０２に於いて、遮蔽板１１２の駆動は例えば遮蔽板支柱２０２Ａに雄ネジを施し、遮蔽板支持板２０３Ｂに雌ネジを施し両者を組合わせた後、ネジの回転を利用することで、最適位置となる上下方向あるいは水平方向に確実に移動出来る。遮蔽板支柱２０２Ａの一端は台盤２１０に固定されている。台盤２１０は、着脱可能の様に台盤取付けネジ２１１によって成膜室１１０に取付けられる。
【００７３】
また、基板１１３を上下に移動させる為の上下方向移動機能を持つ基板支柱２０２Ａと、基板１１３を水平方向移動機能を持つ基板支持板２０１Ｂとから成る基板駆動機構２０１を有する。
【００７４】
基板駆動機構２０１に於いて、基板１１１の駆動は例えば基板支柱２０１Ａに雄ネジを施し、基板支持板２０１Ｂに雌ネジを施し両者を組合わせた後、ネジの回転を利用して上下方向あるいは水平方向に確実に移動出来る。基板支柱２０１Ａの一端は台盤２１０に固定されている。台盤２１０は、着脱可能の様に台盤取付けネジ２１１によって成膜室１１０に取付けられる。
【００７５】
また、ボート駆動機構２０３を備えたボート１１１と、遮蔽板駆動機構２０２を備えた遮蔽板１１２と、基板駆動機構２０１を備えた基板１１３の３要素を、台盤２１０を介して一体化し、カセット式に着脱可能の状態として台盤２１０ごと成膜室１１０に装着可能となっている。
【００７６】
これによって、成分系などの異なる複数の成膜室を準備し、これらを順次成膜製造装置に装填する事によって、さらに効率的な成膜を行うことが可能となる。
【００７７】
次に、図１、図２、図３に基づき実施例と比較例について具体的に説明する。
【００７８】
［傾斜組成膜製造装置の構成］：
内部に被蒸発材料を収納した蒸発用ボート１１１、蒸発した蒸気に傾斜分布を与える遮蔽板１１２と、基板１１３とから成る３要素が所定条件を満たして内蔵してある直径８００ｍｍ、高さ８００ｍｍのステンレス製成膜室装置１００と、高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプ１０２を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る雰囲気圧力調整装置１０３とを、配管用ステンレス鋼鋼板によって気密接続する。更に前記成膜室装置１００と被蒸発物を蒸発させる為の加熱手段１２０とを気密接続する。本発明の傾斜組成膜製造装置は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結して構成する。
【００７９】
［成膜室装置］：
成膜室装置中に、厚さ０．８ｍｍで、幅Ｌ＝５ｍｍ、長さＷ＝１００ｍｍのタングステン製のボート１１１内にはＣｕ粒を均一に装填する（幅Ｗと長さＬとの比率（Ｌ／Ｗ）値＝２０）。これと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。次いで前記ボート１１１と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、ステンレス板製の遮蔽板１１２を設置する（図２）。
【００８０】
ボート１１１の長手方向と遮蔽板１１２の端面がなす辺とが作る直線方向とが立体図的に作る角度を９０度とした。更に、遮蔽板の端面（蒸発通過部分）の表面粗さを１．５μｍに一定とした。
【００８１】
上記した一定条件の基で、立体的空間の所定位置にあるボート１１１と遮蔽板１１２との間隙Ｘを５０ｍｍ、遮蔽板１１２と基板１１３との距離を５０ｍｍとした。
【００８２】
［ボートと遮蔽板と基板の配置条件］：
図１に於いて、長さ１００ｍｍのタングステン製のボートの上方５０ｍｍの距離に遮蔽板を配置（図１に於いてＸ＝５０）、遮蔽板の上方５０ｍｍの距離に縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板を設置する（図１に於いてＹ＝５０）。ボートの中央部の真上上方に、遮蔽板の先端部（図１に於いて遮蔽板の端面ｇ）が来る様に遮蔽板を配置する。
【００８３】
［蒸発条件］：
（条件１）；高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る雰囲気圧力調整装置１０３を用意した。成膜室装置１００内の圧力を真空度３．１×１０−２Ｐａ．とした後、前記ボート１１１に６００Ａの電流を約４５秒間与えた（実施例１）。
【００８４】
（条件２）；高真空拡散ポンプＰ１を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系とを取り外し粗引き排気系１０５のみの雰囲気圧力調整装置１０３を用意した。同装置１０３内の圧力を真空度７．５Ｐａ．に調整し、同じ条件の６００Ａの電流を約４５秒間与えた（比較例１）。
【００８５】
［ボートと遮蔽板と基板の配置条件］：
（条件Ａ）；図１に於いて、長さ１００ｍｍのタングステン製のボートの上方５０ｍｍ（Ｘ＝５０）の距離に遮蔽板を配置する。遮蔽板を設置した場合には遮蔽板の上方５０ｍｍ（同図Ｙ＝５０）の距離、遮蔽板を設置しない場合にはボートの上方１００ｍｍの距離に、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板を設置する。
【００８６】
（条件Ｂ）；図１から遮蔽板を取り除いた場合。
【００８７】
2004217987.tif 000003
［評価条件］：
成膜後の（実施例１）と（比較例１）について、図１の基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かってＣｕの成膜厚さをエリプソメータによって評価した。Ｘ＝５０ｍｍ、Ｙ＝５０ｍｍに設定したところ、基板面上のｑとｔ間の距離は（実施例１）の場合ほぼ１００ｍｍであった。
【００８８】
この結果から、表−１の如く実施例１の場合では、遮蔽板の配置効果が明確に表れ基板面上のＣｕの厚さはｑとｔの間が一定の傾斜でほぼ直線的に変化している。
【００８９】
これに対して比較例１の場合では、配置効果が発揮されず直線的な傾斜は得られない。さらにＣｕ成膜がゼロとなるべきｔ点にも多量の成膜が見られ、成膜開始場所とゼロとの境界が正確でない。（実施例１）の効果が十分発揮されている。
【００９０】
【表−１】
2004217987.tif 000004
［評価結果２］：同じ基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かってＣｕのＸ線強度を、Ｘ線の加速電圧１５ｋＶで６０秒間の積算値（カウント／６０秒）を：計測した。
【００９１】
この結果から、表−２に示す如く（実施例１）の場合では、遮蔽板の配置効果が明確に表れ基板面上のＣｕの強度はｑとｔの間が一定の傾斜でほぼ直線的に変化している。
【００９２】
これに対して（比較例１）の場合では、遮蔽板の配置効果が発揮されず直線的な傾斜は得られない。さらにＣｕ成膜がゼロとなるべきｔ点にも多量のＣｕ成膜ｔがなされ境界が明確ではない。実施例１の効果が十分発揮された。
【００９３】
【表−２】
2004217987.tif 000005
遮蔽板を配置して（条件Ａ）、成膜室装置１００内の真空度を３．１×１０−２Ｐａ．とした場合（条件１）には良好な傾斜組成膜を示した（実施例１）。さらに成膜室装置内の真空度を、６．３×１０−５Ｐａ．とした場合、４．５×１０−１Ｐａ．とした場合、２．８Ｐａ．とした場合でも同様に良好な傾斜組成膜を得た。（比較例１）として遮蔽板を配置して（条件Ａ）、成膜室装置内の真空度を７．５Ｐａ．とした場合（条件２）には、良好な傾斜組成膜とはならなかった例を示したが、さらに低真空度の３．９×１０Ｐａ．とした場合でも良好な傾斜組成膜とはならなかった。本実験では成膜室装置内の真空度として、２．８Ｐａ．よりも高真空度の場合に好ましい傾斜組成膜が得られる事を確認した。
【００９４】
●（比較例２）
［蒸発条件］：
（実施例１）と同じ様に、高真空ポンプ１０１を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る雰囲気圧力調整装置１０３によって、成膜室装置１００内の圧力を真空度３．３×１０−４Ｐａ．とした後、前記ボート１１１に６００Ａの電流を約４５秒間与えた。
【００９５】
［ボートと遮蔽板と基板の配置条件］：
長さ１００ｍｍのタングステン製のボートの上方１００ｍｍの距離（図１において（Ｘ＋Ｙ）＝１００）に縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。ボードの中央部の真上上方に基板面の中央部が来るように基板を配置する。遮蔽板１１２が存在する前記（実施例１）の構成から遮蔽板１１２を取外した構成とした（比較例２）。成膜後の（比較例２）を（実施例１）との特性を比較し、遮蔽板の有無の効果を比較する。
【００９６】
［評価結果１］：
表−３に示すように成膜後の（比較例２）について、図１での基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かってＣｕの成膜厚さをエリプソメータによって評価した。なお（実施例１）の数値は、前記［評価結果１］のデータをそのまま活用した。
【００９７】
比較例２の場合、基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かう成膜厚さの分布は変化が見られない。Ｃｕ成膜がゼロと成るべきｔ点にも多量のＣｕ成膜がなされ境界は明確ではない。
【００９８】
これに対して前記した様に実施例１では、一定の傾斜を持って一端ｔ点から他端ｑ点に向かう成膜厚さの分布は規則的に傾斜していた事から、傾斜組成膜製造装置に於ける遮蔽板１１２の設置効果が照明された。
【００９９】
【表−３】
2004217987.tif 000006
［評価結果２］：
前記比較例２と同じ基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かってＣｕのＸ線強度を、Ｘ線の加速電圧１５ｋＶで６０秒間の積算値（カウント／６０秒）を：計測した。
【０１００】
表−４に示す如く遮蔽板１１２が存在しまい（比較例２）では、Ｘ線強度分布には強度変化が見られず、成膜に直線的な傾斜は得られない。Ｃｕ成膜がゼロとなるべきｔ点にも多量のＣｕ成膜がなされ境界が明確でない。
【０１０１】
（比較例２）の結果から、雰囲気圧力調整装置が好ましい条件（前記実施例１の蒸発条件）であっても、成膜室装置１００の遮蔽板１１２が所定条件で配置してないと、傾斜組成膜製造装置としての機能を発揮しない。
【０１０２】
【表−４】
2004217987.tif 000007
図３は、タングステン製ボート１１１に直接通電し被蒸発材料を蒸発させたが、被蒸発材料の蒸発は、図４の様に、別のヒータによって間接的に加熱する方式であっても、また図５の様に、ボート１１１内に挿入した被蒸発材料に直接高エネルギー密度のビーム（例えば電子線）を直接照射する方式であっても傾斜組成膜製造装置としての機能を発揮する。
【０１０３】
●実施例２、比較例３〜４
図６は、複数のボードを用いた場合の１成分系の傾斜組成膜製造装置１の概念図である。
【０１０４】
［傾斜組成膜製造装置の構成］：
図６に於いて、銀（Ａｇ）を装填した直径２０ｍｍ、深さ１０ｍｍの６個のモリブデン製の坩堝１１１ａ〜１１１ｆを直線的に配列する。蒸発したＡｇ蒸気に傾斜分布を与える遮蔽板１１２と基板１１３とから成る３要素が所定条件を満たして内蔵してある直径８００ｍｍ、高さ８００ｍｍのステンレス製成膜室装置１００を準備し、高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る真空排気装置１０３を準備し、これらを配管用ステンレス鋼鋼板によって気密接続する。
【０１０５】
前記成膜室装置１００と坩堝中の被蒸発物Ａｇを蒸発させる為の加熱手段１２０を準備し、これらを配管用ステンレス鋼鋼板によって気密接続し、傾斜組成膜製造装置１とした。
【０１０６】
本発明の傾斜組成膜製造装置は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結して傾斜組成膜製造装置とする。
【０１０７】
なお、図２０（後述する）の様に、厚さ１ｍｍのタングステン板の中央部を長さＬ＝１００ｍｍ、幅Ｗ＝５ｍｍにくりぬいた蒸気通気孔を持つボートカバー１３０を坩堝の上面に接する様に設置する。
【０１０８】
［成膜室装置］：
ボートと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。次いで前記ボート１１１と前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、ステンレス板製の遮蔽板１１２を設置する（図６）。
【０１０９】
ボート１１１の長手方向と遮蔽板１１２の端面がなす辺とが作る直線方向とが立体図的に作る角度を９０度とした。更に、遮蔽板１１２の端面（蒸発通過部分）の表面粗さを１．５μｍに一定とした。
【０１１０】
上記した一定条件の基で、立体的空間の所定位置にあるボート１１１と遮蔽板１１２との間隙Ｘを５０ｍｍ、遮蔽板１１２と基板１１３との距離を５０ｍｍとした。
【０１１１】
［蒸発条件］：
高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る雰囲気圧力調整装置１０３によって、成膜室装置１００内の圧力を真空度６．１×１０−４Ｐａ．とした後、前記ボート１１１に５００Ａの電流を約５０秒間与えた。
【０１１２】
［ボートカバーの好ましい設置位置］；
本発明に於いて、ボートカバー１０７の好ましい設置位置は、ボートと遮蔽板との間隙（距離）をＸ、遮蔽板と基板との間隙（距離）をＹとした場合に、［Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）］≦０．１なる条件を満たす位置、好ましくは前記ボートのほぼ真上方向でほぼ近接する様に配置する。
【０１１３】
ボートカバー１０７の設置によって、傾斜組成膜の製造に際して必要な蒸気の基板への付着を軽減すると共に、成膜がされる位置とされない位置との境界および１００％の位置と１００％未満の位置との境界を明確に傾斜組成膜製造装置を提供する。
【０１１４】
［評価結果］：
成膜厚さの評価としてエリプソメータ法、Ｘ線強度法を示したが、両者とも良好に評価できる事を示した。以下Ｘ線強度法を利用した結果を表−５に示した。
【０１１５】
前記比較例２と同じ基板面上の一端ｔ点から他端ｑ点に向かってＣｕのＸ線強度を、Ｘ線の加速電圧１５ｋＶで６０秒間の積算値（カウント／６０秒）を計測した。
【０１１６】
遮蔽板の配置効果が明確に表れ基板面上のＡｇの厚さはｑとｔの間がほぼ一定の傾斜で変化している。さらにＡｇ成膜がゼロとなるべきｔ点がほぼゼロを示し、遮蔽板の効果が十分発揮されている（実施例２）。
【０１１７】
これに対して、高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系とを取り外し、粗引き排気系１０５のみで成膜室装置１００内の圧力を真空度６．２×１０−１Ｐａ．に調整し、同じ条件の５００Ａの電流を約５０秒間与えた比較例３では、遮蔽板１１２の効果が十分発揮されなかった。しかもＡｇ成膜がゼロとなるべきｔ点のＡｇの強度値が極めて高い値を示している。遮蔽板１１２が存在しても、蒸発条件（真空排気装置による成膜室装置内の圧力条件）が重畳される事が重要である事を示した（比較例３）。
【０１１８】
逆に、真空排気装置１０３の成膜室装置１００内の圧力条件が好ましい（実施例１）の蒸発条件、すなわち高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る雰囲気圧力調整装置１０３によって、成膜室装置１００内の圧力を真空度３．１×１０−４Ｐａ．としても、遮蔽板１１２が存在しないと、基板１１３面上のＡｇ成膜強度には期待する変化は得られなかった（比較例４）。
【０１１９】
【表−５】
2004217987.tif 000008
次に、第３の実施形態となる実施例３、比較例４〜５について説明する。
【０１２０】
［成膜室装置］；
図７に於いて、真空容器中に厚さ０．８ｍｍで、幅Ｌ＝５ｍｍ、長さＷ＝１００ｍｍのタングステン製の第１ボート１１１と、同じ幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍの第２のボート１１５とを設置する（幅Ｗと長さＬとの比率（Ｌ／Ｗ）値＝２０）。これらと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。次いで前記ボート１１１と１１５と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、四辺形Ｇ・ｇ・Ｈ・ｈ（図８）の１枚のステンレス板製の遮蔽板１１２を設置する（図７）。立体的空間の所定位置としてボートと遮蔽板との間隙Ｘ＝５０ｍｍ、遮蔽板１１２と基板１１３との間隙Ｙ＝５０ｍｍとした成膜室装置１００を用意した。ここではＸ値、Ｙ値を同じ数値ととしたが、成膜の大きさが測定上取扱い易い関係での選択であって、必ずしも同じ数値とする必要はなく目的によって選択する。なお、図７に於いて四辺形Ｇ・ｇ・Ｈ・ｈの遮蔽板１１２の端面Ｇ・ｇが第１のボートからの蒸気を制御し、端面Ｈ・ｈが第２のボートからの蒸気を制御し、基板面上に傾斜組成膜を形成する。
【０１２１】
［２成分系の傾斜組成膜製造装置］；
図７に於いて、成膜室装置１００内を真空排気する為の真空排気装置１０３を用意した。成膜室装置１００と真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続する。第１のボート１１１、第２のボート１１５を下記［蒸発条件］で加熱する為の加熱手段１２０を用意し、第１のボート１１１、第２ボート１１５と成膜室装置１００とを真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続し、傾斜組成膜製造装置１とする。本発明の傾斜組成膜製造装置は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結した構成とすることによって効果を得る。
【０１２２】
なお、ここでは幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍのボート１１１を使用したが、第１、第２のボート１１１及び１１５の上面でほぼ接する位置に、この幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさの蒸発通過孔を持つボート用遮蔽板（図示せず）を配置しても同等である。この様な時には、各ボート１１１又は１１５の長さは幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍよりも大きいボートを使用する事が出来ると共に、基板１１３上の組成成膜の勾配は、よりシャープな組成分布とする事が出来る。また、各ボート１１１又は１１５は例えば直径１ｍｍのＷ棒（Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ棒）であっても利用出来る。金属以外でも炭化物系、窒化物系であっても同様に利用出来る。
【０１２３】
更に、ボートの長手方向と遮蔽板の端面がなす辺が作る直線方向とが、立体図的に作る角度を９０度とした。更に、遮蔽板の端面（蒸発通過部分）の表面粗さを１．５μｍに一定とした。
【０１２４】
ボート１１１の長手方向と遮蔽板１１２の端面がなす辺が作る直線方向とが、立体図的に作る角度を９０度とした。更に、遮蔽板１１２の端面（蒸発通過部分）の表面粗さを１．５μｍに一定とした。
【０１２５】
［蒸発条件］：
高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る真空排気装置１０３を構成した（条件１）。成膜室装置１００内の圧力を真空度２．９×１０−４Ｐａ．とした後、図７に於いて、Ｃｕを載置した第１のボート１１１に６Ｖ、９００Ａの電力を投入し、Ｎｉを載置した第２のボート１１５には９Ｖ、１１００Ａの電力を投入して、これらを約３５秒間ほぼ同時に蒸発させ、基板面上にＣｕ−Ｎｉ合金を成膜した。
【０１２６】
高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系とを取り外し、粗引き排気系１０５のみで成膜室装置１００を構成した（条件２）。成膜室装置内の圧力を真空度９．２×１０−１Ｐａ．に調整し、第１のボート１１１に６Ｖ、９００Ａの電力を投入し、Ｎｉを載置した第２のボート１１５には９Ｖ、１１００Ａの電力を投入して、これらを約３５秒間ほぼ同時に蒸発させ、基板１１３面上にＣｕ−Ｎｉ合金を成膜した。
【０１２７】
［ボートと遮蔽板と基板の配置条件］：
図７に於いて、長さ１００ｍｍのタングステン製のボートの上方５０ｍｍ（Ｘ＝５０）の距離に遮蔽板１１２を配置する（条件Ａ）。遮蔽板１１２を配置しない場合（条件Ｂ）。遮蔽板１１２の上方５０ｍｍ（同図Ｙ＝５０）の距離に縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。
【０１２８】
2004217987.tif 000009
［評価条件］：
図７に於いて、基板１１３面上の一端ｗから他端ｖに向ってのＣｕとＮｉの組成分布をＸ線強度法によって評価し、その結果を表−６に示した。ここで、間隔Ｘと間隔Ｙとが同値である為、ボート１１１の有効長さである１００ｍｍが、そのまま基板１１３面上にほぼ１００ｍｍの間に付着され、かつｔとｑ間に０％から１００％が存在すると予想される為に選択した。縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍのガラス板製の基板１１３面上の一端をｗ、一端ｗから１１０ｍｍだけ中心方向によった位置を起点ｔと定める。起点ｔから約２５ｍｍ中心方向に移動した位置ｓ、起点ｔから約５０ｍｍ中心方向に移動した位置ｒ、起点ｔから約１００ｍｍ離れた位置ｑ、他端ｖとし、各点毎にＣｕの強度、Ｎｉの強度をＸ線の加速電圧１５ｋＶで、６０秒間の積算値（カウント／６０秒）を計測した。
【０１２９】
［評価結果］：
実施例３（条件１×条件Ａ）の場合では、真空排気装置による雰囲気状態と遮蔽板配置の相乗効果が明確に表れた。基板面上のＣｕの強度は、ｑからｔに向って一定の傾斜で減少している。すなわち起点からの距離に対するＣｕ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている。（図１参照）
基板面上のＮｉの強度は、ｑからｔに向って一定の傾斜で増加している。すなわち起点からの距離に対するＮｉ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている。基板面上の位置に対するＣｕ、Ｎｉの強度が一定の比率で互いに変化しているのが認められ好ましい状態を得た。
【０１３０】
比較例５（条件１×条件Ｂ）の場合では、真空排気装置による雰囲気状態を（条件１）としたが、遮蔽板が不在のため配置効果が期待できず、Ｃｕの強度値（カウント／６０秒）は１８０８００〜１８０２００の狭い値に分布、Ｎｉの強度値（カウント／６０秒）は１４９６００〜１５０８００の狭い値に分布した。さらにＣｕ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量のＣｕ成膜（Ｃｕ１８０２００カウント／６０秒）が見られ、Ｎｉ成膜がゼロとなるべき地点ｑにも多量のＮｉ成膜（Ｎｉ１５０８００カウント／６０秒）が見られ、成膜開始場所とゼロとの境界が明確でない。目的とする直線的な傾斜は得られない。
【０１３１】
比較例６（条件２×条件Ａ）の場合では、真空排気装置１０３による雰囲気状態を粗引き排気系１０５のみとし（条件２）、所定位置に遮蔽板１１２を配置（条件Ａ）とした。Ｃｕの強度値（カウント／６０秒）は１０３８００〜１２４２００、Ｎｉの強度値（カウント／６０秒）は６１５００〜８２２００の狭い値に分布した。Ｃｕ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量Ｃｕの成膜が見られ（Ｃｕの強度値１０３８００（カウント／６０秒））、Ｎｉ成膜がゼロとなるべき地点ｑにも多量のＮｉの成膜（Ｎｉの強度値６１５００（カウント／６０秒））が見られ、目的とする直線的な傾斜は得られない。
【０１３２】
【表−６】
2004217987.tif 000010
次に、図９に示すようにボートと遮蔽板が２つずつある場合の実施例４、比較例７〜８について説明する。
【０１３３】
［成膜室装置］；
図９に於いて、真空容器中に厚さ０．８ｍｍで、幅Ｌ＝５ｍｍ、長さＷ＝１００ｍｍのタングステン製の第１のボート１１１と、同じ幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍの第２のボート１１５とを設置する（幅Ｗと長さＬとの比率（Ｌ／Ｗ）値＝２０）。これらと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。次いで前記第１のボート１１１、第２のポート１１５と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、ステンレス板製の２枚の四辺形板Ｇ・ｇ・Ｉ・ｉ，Ｈ・ｈ・Ｊ・ｊ（図１０）を、遮蔽板１１２Ａ、１１２Ｂとして設置する。立体的空間の所定位置としてボートと遮蔽板との間隙Ｘ＝５０ｍｍ、遮蔽板と基板との間隙Ｙ＝５０ｍｍとした成膜室装置１００を用意した。ここではＸ値、Ｙ値を同じ数値としたが、成膜の大きさが測定上取扱い易い関係での選択であって、必ずしも同じ数値とする必要はなく目的によって選択する。なお、図９に於いて、四辺形板Ｇ・ｇ・Ｉ・ｉの遮蔽板１１２Ａの端面Ｇ・ｇが第１のボート１１１からの蒸気を制御し、四辺形板Ｈ・ｈ・Ｊ・ｊの遮蔽板１１２Ｂの端面Ｈ・ｈが第２のボート１１５からの蒸気を制御し、基板１１３面上に傾斜組成膜を形成する。その為、基板１１３面上での成膜の方向は、基板１１３面上のｔ点では、第１のボート１１１からの蒸気が１００％の量となり、第２のボート１１５からの蒸気がゼロ％となる（基板面上のｑ点では、第２のボート１１５からの蒸気が１００％の量となり、第１のボート１１１からの蒸気がゼロ％となる）。この状態は、前記実施例３（図９）で示した遮蔽板１１２を１枚使用した時とは逆の分布となるが、被蒸発材料の分布が入れ替わっただけで、傾斜被膜としての質は同じものである。
【０１３４】
［２成分系の傾斜組成膜製造装置］；
図９に於いて、成膜室装置１００内を真空排気する為の真空排気装置１０３を用意すると共に、成膜室装置１００と真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続する。第１、第２のボート１１１、１１５を下記［蒸発条件］で加熱する為の加熱手段１２０を用意すると共に、成膜室装置１００とを真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続し、傾斜組成膜製造装置１とする。本発明の傾斜組成膜製造装置１は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結して構成することによって効果を得る。
【０１３５】
第１のボート１１１からの被蒸発材料は、端面Ｇ・ｇの効果によって地点ｔが１００％、地点ｑが０％。第２のボート１１５からの被蒸発材料は、端面Ｈ・ｈの効果によって地点ｑが１００％となる。
【０１３６】
［蒸発条件］：
図９において、高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系及び粗引き排気系１０５などから成る真空排気装置１０３を構成した（条件１）。成膜室装置１００内の圧力を真空度２．９×１０−４Ｐａ．とした後、図７に於いて、Ａｇを載置した第１のボート１１１に６Ｖ、５００Ａの電力を投入し、Ｓｎを載置した第２のボート１１５には５Ｖ、４５０Ａの電力を投入して、これらを約３５秒間ほぼ同時に蒸発させ、基板面上にＡｇ−Ｓｎ合金を成膜した。
【０１３７】
高真空拡散ポンプ１０２を備えた主排気系１０１と、油回転ポンプＰ１を備えた補助排気系とを取り外し、粗引き排気系１０５のみで成膜室装置１００を構成した（条件２）。成膜室装置内の圧力を真空度９．２×１０−１Ｐａ．に調整し、第１のボート１１１に６Ｖ、９００Ａの電力を投入し、Ｓｎを載置した第２のボート１１５には９Ｖ、１１００Ａの電力を投入して、これらを約３５秒間ほぼ同時に蒸発させ、基板面上にＣｕ−Ｎｉ合金を成膜した。
【０１３８】
［ボートと遮蔽板と基板の配置条件］：
図９に於いて長さ１００ｍｍのタングステン製のボートの上方５０ｍｍ（Ｘ＝５０）の距離に遮蔽板を配置する（条件Ａ）。遮蔽板を配置しない場合（条件Ｂ）。遮蔽板の上方５０ｍｍ（同図Ｙ＝５０）の距離に縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。
【０１３９】
［評価条件］：
図９に於いて、基板１１３面上の一端ｗから他端ｖに向かってのＡｇとＳｎの組成分布をＸ線強度法によって評価し、その結果を表−７に示した。ここで、間隔Ｘと間隔Ｙとが同値である為、ボート１１１の有効長さである１００ｍｍが、そのまま基板１１３面上にほぼ１００ｍｍの間に付着され、かつｔとｑ間に０％から１００％が存在すると予想される為に選択した。縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍのガラス板製の基板１１３面上の一端をｗ、一端ｗから１１０ｍｍだけ中心方向によった位置を起点ｔと定める。起点ｔから約２５ｍｍ中心方向に移動した位置ｓ、起点ｔから約５０ｍｍ中心方向に移動した位置ｒ、起点ｔから約１００ｍｍ離れた位置ｑ、他端ｖとし、各点毎にＡｇの強度、Ｓｎの強度をＸ線の加速電圧１５ｋＶで、６０秒間の積算値（カウント／６０秒）を計測した。
【０１４０】
2004217987.tif 000011
［評価結果］：
実施例４（条件１×条件Ａ）の場合では、真空排気装置１０３により雰囲気状態と遮蔽板１１２配置の相乗効果が明確に表れた。基板１１３面上のＡｇの強度は、ｑからｔに向って一定の傾斜で増加している。すなわち起点からの距離に対するＡｇ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている。
【０１４１】
基板面上のＳｎの強度は、ｑからｔに向って一定の傾斜で増加している。すなわち起点からの距離に対するＳｎ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている。基板１１３面上の位置に対するＡｇ、Ｓｎの強度が一定の比率で互いに変化しているのが認められ好ましい状態を得た。
【０１４２】
比較例７（条件１×条件Ｂ）の場合では、雰囲気圧力調整装置１０３の雰囲気状態を（条件１）としたが、一方、遮蔽板１１３が不在のため配置効果が期待できず、Ａｇの強度値（カウント／６０秒）は１５０７００〜１５９１００の狭い値に分布、Ｓｎの強度値（カウント／６０秒）も１８４９００〜１８７５００の狭い値に分布した。さらにＡｇ成膜がゼロとなるべき地点ｑにも多量のＡｇ成膜（Ａｇ１５０７００カウント／６０秒）が見られ、同様にＳｎ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量のＳｎ成膜（Ｓｎ１８４９００カウント／６０秒）が見られ、成膜ゼロ％の境界、成膜１００％の境界が明確でない。目的とする直線的な傾斜は得られない。
【０１４３】
比較例８（条件２×条件Ａ）の場合では、真空排気装置１０３による雰囲気状態を粗引き排気系１０５のみとし（条件２）、所定位置に遮蔽板１１２を配置とした（条件Ａ）。Ａｇの強度値（カウント／６０秒）は８４５００〜１１４９００に分布、Ａｇ成膜がゼロとなるべき地点ｑにも多量Ａｇの成膜が見られ（Ａｇの強度値５１４００（カウント／６０秒））とした。Ｓｎの強度値（カウント／６０秒）は９６７００〜１２０３００に分布、Ｓｎ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量のＳｎの成膜（Ｓｎの強度値８２２００（カウント／６０秒））が見られ、目的とする直線的な傾斜は得られない。
【０１４４】
【表−７】
2004217987.tif 000012
次に、図１１、図１２に示すように、第４、第５の実施形態となる実施例５、比較例９について具体的に説明する。
【０１４５】
［成膜室装置］；
図１１に於いて、真空容器中に厚さ０．８ｍｍで、幅Ｌ＝５ｍｍ、長さＷ＝１００ｍｍのタングステン製の主ボート１１１を設置する。これと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設定する。次いで前記主ボート１１１と、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、ステンレス板製の１枚の四辺形板を遮蔽板１１２として設置すると共に、補助ボート１１９を主ボート１１１からの蒸気が通過しない空間の位置に設置する。立体的空間の所定位置としてボートと遮蔽板との間隙Ｘ＝５０ｍｍ、遮蔽板と基板との間隙Ｙ＝５０ｍｍとした成膜室装置１００を用意した。主ボート１１１にはＣｕを、補助ボート１１９には４５０Ａを与えて蒸発させた。
【０１４６】
［主ボートの他に補助ボートを使用した１成分系の傾斜組成膜製造装置］；
図１１に於いて、成膜室装置１００内を真空排気する為の真空排気装置１０３を用意すると共に、成膜室装置１００と真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続する。更に、主ボート１１１及び補助ボート１１９を加熱する為の加熱手段１２０を用意すると共に、成膜室装置１００とを真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続し、傾斜組成膜製造装置１とする。補助ボート１１９は、主ボート１１１からの蒸気の及ばぬ空間に設置する。本発明の傾斜組成膜製造装置１は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結して構成することによって効果を得る。主ボート１１１からの被蒸発材料Ｃｕは、遮蔽板効果によって地点ｑが１００％、地点ｔが０％となる。
【０１４７】
補助ボート１１９は、主ボート１１１からのＣｕ蒸気を遮蔽板１１２がさえぎる位置（空間）に設置する。その結果、補助ボート１１９に搭載した被蒸発材料Ａｕは、主ボート１１１の影響を受けずに基板１１３に成膜される（傾斜分布はしない）。
【０１４８】
［評価条件］：
図１１に於いて、基板１１３面上の一端ｗから他端ｖに向かってのＡｕとＣｕの組成分布をＸ線強度法によって評価し、その結果を表−８に示した。ここで、間隔Ｘと間隔Ｙとが同値である為、ボート１１１の有効長さである１００ｍｍが、そのまま基板１１３面上にほぼ１００ｍｍの間に付着され、かつｔとｑ間に０％から１００％が存在すると予想される為に選択した。縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍのガラス板製の基板１１３面上の一端をｗ、一端ｗから１１０ｍｍだけ中心方向によった位置を起点ｔと定める。起点ｔから約２５ｍｍ中心方向に移動した位置ｓ、起点ｔから約５０ｍｍ中心方向に移動した位置ｒ、起点ｔから約１００ｍｍ離れた位置ｑ、他端ｖとし、各点毎にＡｕの強度、Ｃｕの強度をＸ線の加速電圧１５ｋＶで、６０秒間の積算値（カウント値／６０秒）を計測した。
【０１４９】
2004217987.tif 000013
［評価結果］：
実施例５（条件１×条件Ａ）では、真空排気装置１０３の雰囲気状態と遮蔽板１１２配置の相乗効果が明確に表れた。基板１１３面上のＣｕの強度は、ｑからｔに向って一定の傾斜で増加している。すなわち起点からの距離に対するＣｕ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている。
【０１５０】
基板１１３面上のＡｕの強度は、ｑからｔに向って（起点からの距離に対するＡｕ値）勾配を持たず一定である。主ボート１１１のＣｕが蒸発終了した後に、補助ボート１１９のＡｕを蒸発させた。これによって、初めに成膜したＣｕ膜を覆う様にその上にＡｕ成膜される。なお、主ボート１１１のＣｕと補助ボート１１９のＡｕとを同時に、あるいは補助ボート１１９のＡｕを先に蒸発させる事も可能である。いずれもＣｕは傾斜成膜され、Ａｕは一定の量が成膜される。。
【０１５１】
比較例９（条件１×条件Ｂ）の場合では、真空排気装置１０３の雰囲気状態を（条件１）としたが、一方、遮蔽板１１３が不在のため配置効果が期待できず、Ｃｕの強度値（カウント／６０秒）は８９６００〜０９０８００の狭い値に分布、さらにＣｕ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量のＣｕ成膜（Ｃｕ９０５００カウント／６０秒）が見られた。成膜ゼロ％の境界、成膜１００％の境界が明確でない。
【０１５２】
【表−８】
2004217987.tif 000014
次に、図１５に示す実施形態の実施例６、比較例１０について具体的に説明する。
【０１５３】
［成膜室装置］；
図１５に於いて、真空容器中に厚さ０．８ｍｍで、幅Ｌ＝５ｍｍ、長さＷ＝１００ｍｍのタングステン製の主ボート１１１を３個設置する。これと対向するように、縦２５０ｍｍ、横３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板製の基板１１３を設置する。次いで前記３個の主ボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃと、前記基板１１３とで形成される立体的空間の所定位置に、ステンレス板製の１枚の三角形板を遮蔽板１１２として設置する。立体的空間の所定位置としてボートと遮蔽板との間隙Ｘ＝５０ｍｍ、遮蔽板と基板との間隙Ｙ＝５０ｍｍとした成膜室装置１００を用意した。３個の主ボートにはＡｇ、Ｃｕ、Ｍｎを載置し、４５０Ａ、６００Ａ、５００Ａを与えて蒸発させた。
【０１５４】
［３成分系の傾斜組成膜製造装置］；
図１５に於いて、成膜室装置１００内を真空排気する為の真空排気装置１０３を用意すると共に、成膜室装置１００と真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続する。更に、３個の主ボート１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを加熱する為の加熱手段１２０を用意すると共に、成膜室装置１００とを真空排気装置１０３とを配管用ステンレス鋼鋼管で気密接続し、傾斜組成膜製造装置１とする。本発明の傾斜組成膜製造装置１は、これら成膜室装置１００と真空排気装置１０３と加熱手段１２０との３要素を気密連結して構成することによって効果を得る。
【０１５５】
［成膜条件と結果］：
［条件１×条件Ａ］の場合には、前記１元系、２元系の事例と同様に所定の傾斜組成を持つ３元系傾斜組成膜を得たが、遮蔽板１１２を取り外した［条件１×条件Ｂ］の場合には、傾斜成膜は得られず、遮蔽板１１２の存在効果が示されている（実施例６）。
【０１５６】
（条件１×条件Ａ）では、真空排気装置１０３の雰囲気状態と遮蔽板１１２配置の相乗効果が明確に表れた。基板１１３面上のＣｕの強度は、Ａ＝１００からＡ＝０に向かって一定の傾斜で減少している。すなわち起点からの距離に対するＣｕ値が、ほぼ直線的な勾配を持って変動している事が示されている（比較例１０）。
【０１５７】
すなわち、基板面上のＭｎの強度は、Ｂ＝１００からＢ＝０に向かって一定の傾斜で減少している。基板面上のＳｎの強度は、Ｃ＝１００からＣ＝０に向かって一定の傾斜で減少している。Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｎを同時に蒸発させる。
【０１５８】
主ボート１１１Ａからの被蒸発材料Ｃｕは、遮蔽板１１２の端面１１２Ａの遮蔽効果によって、基板１１３面上のＡ＝１００線上に１００％のＣｕが成膜され、Ａ＝０線上が０％のＣｕとなる。主ボート１１１Ｂからの被蒸発材料Ｍｎは、遮蔽板１１２の端面１１２Ｂの遮蔽効果によって、基板１１３面上のＢ＝１００線上に１００％のＭｎが成膜され、Ｂ＝０線上が０％のＭｎとなる。主ボート１１１Ｃからの被蒸発材料Ｓｎは、遮蔽板１１２の端面１１２Ｃの遮蔽効果によって、基板１１３面上のＣ＝１００線上に１００％のＳｎが成膜され、Ｃ＝０線上が０％のＳｎとなる。これによって基板１１３面上の点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする３角形内に３成分を傾斜させた３元系傾斜組成膜を得る。
【０１５９】
（条件１×条件Ｂ）の場合では、真空排気装置による雰囲気状態を（条件１）としたが、遮蔽板１１２が不在のため配置効果が期待できず、Ｃｕの強度値は狭い値に分布、さらにＣｕ成膜がゼロとなるべき地点ｔにも多量のＣｕ成膜が見られた。成膜ゼロ％の境界、成膜１００％の境界が明確でない。
【０１６０】
次に、図２２に示すように第７の実施形態となる実施例７について具体的に説明する。
【０１６１】
図２２は、遮蔽板１１２を１枚とし、１成分系の傾斜組成膜を作る為の主ボート１１１、遮蔽板１１２、基板１１３を所定位置に設置した傾斜組成膜製造装置１の構成図である。
【０１６２】
図２２は、図３に示した１成分系の傾斜組成膜製造装置１をカセット化したカセット式とした傾斜組成膜製造装置である。
【０１６３】
［カセット式の傾斜組成膜製造装置］；
図２２に於いて、主ボート１１１を上下方向に移動させる為の移動機能を持つボート支柱２０３Ａと、主ボート１１１を平面方向に移動させる為の移動機能を持つボート支持板２０３Ｂとからなるボート駆動機構２０３。遮蔽板１１２を上下方向に移動させる為の移動機能を持つ遮蔽板支柱２０２Ａと、遮蔽板１１２を平面方向に移動させる為の移動機能を持つ遮蔽板支持板２０２Ｂとから成る遮蔽板駆動機構２０２。基板１１３を上下方向に移動させる為の移動機能を持つ基板支柱２０１Ａと、基板１１３を平面方向に移動させる為の移動機能を持つ基板支持板２０１Ｂとから成る基板駆動機構２０１とを台盤２１０に固定支持し、台盤２１０を介して一体化したカセットとすることで、成膜室装置１００への装着作業、取外し作業を台盤２１０毎に行える様になる。
【０１６４】
このような装置に於いて、例えば［条件１×条件Ａ］として傾斜組成膜を製造した時に良好な傾斜組成膜が得られる（実施例７）。
【０１６５】
【発明の効果】
以上、説明したように、原材料を収納したボートと、前記ボートと対向するよう設置した基板と、前記ボートと基板とで形成される立体的空間の所定位置に、一端面が発揮する蒸気制御作用によって前記原材料から蒸発した蒸気のうちの一部分の蒸気を遮断させる機能及び残部の蒸気を前記基板面の所定位置まで傾斜誘導する機能の両機能を併せ持つ遮蔽板を備えることで、基板上の一端から他端に向かう各位置に対する成膜量の分布が連続して変化する良質な傾斜組成膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる傾斜組成膜製造装置の成膜室装置を模式的に示した概要説明図。
【図２】図１の傾斜組成膜製造装置で用いられる遮蔽板の概要平面図。
【図３】傾斜組成膜製造装置全体の概要説明図。
【図４】ボートを間接加熱する場合の図３と同様の概要説明図。
【図５】ボートを電子ビームによって加熱する場合の図３と同様の概要説明図。
【図６】成膜室装置の第２の実施形態を示した傾斜組成膜製造装置の概要説明図。
【図７】成膜室装置の第３の実施形態を示した傾斜組成膜製造装置の概要説明図。
【図８】図７の傾斜組成膜製造装置で用いられる遮蔽板の概要平面図。
【図９】ボートと遮蔽板が対向し合う位置に配置された成膜室装置を有する傾斜組成膜製造装置の概要説明図。
【図１０】図９の傾斜組成膜製造装置で用いられる遮蔽板の概要平面図。
【図１１】成膜室装置の第４の実施形態を示した傾斜組成膜製造装置の概要説明図。
【図１２】成膜室装置の第５の実施形態を示した傾斜組成膜製造装置の概要説明図。
【図１３】図１２の傾斜組成膜製造装置で用いられる遮蔽板の概要平面図。
【図１４】図１２で得られた成膜状態の概要説明図。
【図１５】成膜室装置の第６の実施形態を示した傾斜組成膜製造装置の概要平面図。
【図１６】３成分系に使用される３角形の孔を有する遮蔽板の概要平面図。
【図１７】図１６の断面図。
【図１８】３成分系に使用される３角形状の遮蔽板の概要平面図。
【図１９】図１８の断面図。
【図２０】変形例を示した遮蔽板の概要平面図。
【図２１】図２０の断面図。
【図２２】成膜室装置の第７の実施形態を示した概要説明図。
【図２３】従来による一般的な傾斜組成膜を製造する概要説明図。
【符号の説明】
１００  成膜室装置
１０３  雰囲気圧力調整手段（真空排気装置）
１１０  成膜室
１１１  ボート
１１２  遮蔽板
１１３  基板
１２０  加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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