イオン注入法による接合界面の組成・構造変化と接合特性に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455251
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高橋 平七郎 北海道大学, エネルギー先端工学研究センター, 教授 (80001337)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 精一 北海道大学, エネルギー先端工学研究センター, 助手 (60241353) ; 木下 博嗣 北海道大学, 工学部, 助手 (40177895) ; 黒川 一哉 北海道大学, 工学部, 助教授 (00161779) ; 大貫 惣明 北海道大学, 工学部, 教授 (10142697)
• Keywords: 表面改質 / 耐酸化性 / 促進拡散 / ミキシング / 非晶質 / 二次欠陥

Research Abstract

1.イオン注入による内部構造の変化
セラミックス(Al_2O_3,TiC)、半導体(Si)、合金(316ステンレス鋼)に室温で多種のイオンを注入し、その表面層の構造変化を検討した。その結果、共有結合性の材料は容易に非晶質化したのに対して、イオン結合性あるいは金属結合性の材料は、照射二次欠陥が発達した。したがって、材料の種類によって目的の表面改質のための注入温度、イオン種を選択する必要があることが判明した。
2.金属/半導体界面の界面の変化
Mo/Siの2層材料にイオンミキシングを行い、その混合層の発達を測定した。Moは短時間に基盤中に移動し、非晶質のMo/Si混合層を形成した。この混合量を、拡散係数と同等に評価した結果、400℃以下では明確な促進拡散が生じ、温度依存を示さないことがわかった。これは、イオンミキシングによると、上記の比較的低温でも、異種原子を混合できることが判明した。
3.金属シリサイドの耐酸化特性評価
形成表面層の耐酸化性評価のために、プラズマ焼結によって作成したMoSi_2/Cの材料の耐酸化実験を行った。耐酸化特性は、O_2分圧に強く依存することなどが判明した。
以上の事項から、本研究の初期段階は達成されたと判断された。

Research Products

• [Publications] 黒川一哉,高橋平七郎: "セラミックス/金属界面における反応と構造解析" 日本金属学会誌. (発表予定). (1996)
• [Publications] T.Horibe,K,Kurokawa: "Interfecial Reaction in Joining of MoSi_2 to graphite" Meterials Transaction,JIM. (発表予定). (1996)