1990 Fiscal Year Annual Research Report
超硬質窒化物多層薄膜による材料表面改質に関する研究
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02650059
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小寺澤 啓司 姫路工業大学, 工学部, 教授 (50047594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 尚三 姫路工業大学, 工学部, 助手 (50193587)
内田 仁 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30047633)
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| Keywords | 窒化物薄膜 / 高周波反応性スパッタリング法 / グロ-放電発光分光分析 |
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| Research Abstract |
本年度は、多層薄膜への第一段階として反応性スパッタリング法によりTiN及びAlN単層薄膜を作製し、作製条件と薄膜の構造との関係を明らかにした。又、本研究費補助金により整備した分光システムを用いて、薄膜作製中のグロ-放電を分光分析し、窒化物薄膜作製に対する重要な励起種の同定を行った。以下、得られた結果を列挙する。
1.Arと窒素の混合ガスを用いて純Tiあるいは純Alをスパッタリングして薄膜を作製する場合、窒素ガスの混合比(PN_2/Ptotal)を大きくするにつれて成膜速度は徐々に減少する。更に窒素ガス混合比を増加させてあるしきい値以上にすると、成膜速度が急激に減少することが明らかとなった。このしきい値は高周波電力によって変化するが、高周波電力が300Wの場合にはTiN作製に際しては約30%、AlN作製に際しては約45%であった。
2.オ-ジェ電子分光法による組成分析及びX線回折法による構造解析の結果、窒素ガス混合比を上述したしきい値以上として薄膜を作製するとTiN及びAlNの単相が得られることがわかった。又、窒素ガス混合比をしきい値近傍として作製したAlN薄膜では、内部に非常に大きな歪が存在したものとなることもわかった。
3.グロ-放電プラズマの分光分析により、しきい値以上の窒素ガス混合比の放電中には窒素分子の発光が最も強く現われること、更に窒素ガス混合比を増加させるのに伴なって窒素分子イオンの相対発光強度が大きくなることが明らかになった。従って、プラズマ中の各種励起種のうち、窒素分子イオンが窒化物薄膜生成のキ-ポイントとなっているものと考えられる。
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