膜組成制御スパッタ装置の試作と金属ーセラミックス接合への応用

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850067
• Research Institution: Toyama National College of Technology
• Principal Investigator: 中島 孝慈 富山工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (50023164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西野 利次 富山工業高等専門学校, 金属工学科, 講師 (20198485) ; 前 健彦 富山工業高等専門学校, 金属工学科, 助教授 (10042821) ; 宮谷 大作 富山工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (20018980) ; 武田 文雄 富山工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20042814)
• Keywords: 組成制御 / スパッタ / ソレノイドコイル / 組成比 / 接合強度

Research Abstract

前年度に組成制御スパッタ装置の試作が完成し,それを使ってのCu,Ti等の純金属の膜の作成ができた.この装置ではタ-ゲット裏面の電磁石及びソレノイドコイル電流を相互に調節してスパッタ領域を変化させることができる.
タ-ゲットとして外側に外径75mm,内径35mmのCuリング,内側に外径35mmのTi板を同心状に組み合わせた複合タ-ゲットを用い,ソレノイド電流を連続的に変化させてスパッタしたところ,20%〜80%at.%Cuの組成比を持った膜が作成出来た.作成試料の直径2cm内ではほぼ一定の組成比であった.またソレノイド電流を直流で周期的に変えることにより,一定の組成比を持った多層構造の膜が作成できた.スパッタ中にソレノイド電流を連続的に変えることにより厚さ方向に連続的に変化した合金膜も作成できた.
SiC,Al_2O_3及びZrO_2基板にTi_ーCu膜,Zr_ーCu膜,また,純Ti及びZr膜をスパッタした試料を用いて高温加圧接合を行なった.その結果,接合界面にSiCの場合にはTiC,Ti_3SiC_2やZrCが,Al_2O_3ではTi_3AL,(Ti,Al)_2O_3やZr_2AL_3,Zr_4Al_3相が形成されることがわかった.
引張り試験機を用いて接合面のせん断強度を測定する治具を自作して接合強度を評価し,SiC接合体においてはTiが,Al_2O_3接合体においてはZrが接合強度を高めるのに有効であることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 武田 文雄,西野 利次,中島 孝慈,宮谷 大作,前 健彦,川越 誠: "スパッタによる拡散接合用CuーTi合金インサ-ト膜の作成" 平成二年度電気関係学会北陸支部連合大会. (1991)
• [Publications] 西野 利次,浦井 茂雄,奈賀 正明: "SiCの溶融度による濡れに及ぼすZrの効果" 日本金属学会1991年春季大会. (1991)