1995 Fiscal Year Annual Research Report

レーザアブレーションによる立方晶窒化ボロン(cBN)薄膜作製プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number	07555104
Research Category	Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
Research Institution	Sasebo National College of Technology
Principal Investigator	須田義昭佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	馬場恒明長崎県工業技術センター, 専門研究員中園彪佐世保工業高等専門学校, 教授 (50044433)
Keywords	立方晶窒化ボロン / イオン源 / パルスレーザアブレーション法 / 六方晶窒化ボロン / KrFエキシマレーザ / Nd : YAGレーザ / FT-IR分析 / RF負バイアス電圧
Research Abstract	立方晶窒化ボロン(cubic Boron Nitride : cBN)はダイヤモンドにつぐ熱伝導度および高硬度を有し,耐熱性や化学的安定性にも優れ,広いバンドギャップをもつIII-V族化合物半導体である.このような優れた特性を有し,広い応用が期待されるcBN薄膜に関する研究が最近活発に行われている.その方法としてイオンプレーティング法など各種の方法が報告されているが,成膜の再現性,結晶性や密着性等の問題があり,解決すべき課題を多く残している. 本研究では,パルスレーザアブレーション法としてパルス発振させたNd : YAGレーザ(波長:532nm[第二高調波])およびKrFエキシマレーザ(波長:248nm)を用いてBN薄膜を650℃に加熱したSi(100)基板上に作製した.さらに,作製薄膜特性をフーリエ変換型赤外吸収スペクトル分析装置(FT-IR),オージェ電子分光分析装置(AES)等により調べた.また,マルチチャンネル分光分析装置でプラズマの発光分光分析を行いプラズマ温度や発光種を明らかにすることにより,レーザアブレーション法によるプラズマ特性と膜質の相関を定量的に検討した.ターゲットには六方晶窒化ボロンを用い,パルスレーザの繰り返し率は10Hzであり,レーザエネルギー密度は3.8J/cm^2であった.チャンバ内は,反応性の窒素ガスにアルゴンガスを加え,0.13〜20Paの範囲の全圧力で実験を行った.AES分析によりBN薄膜の組成は窒素ガスとアルゴンガスの混合比に依存することがわかった.532nmのYAGレーザを用いて作製したBN薄膜の表面には大きな粒子が堆積してきめの荒い表面であったが,248nmのエキシマレーザにより作製した薄膜は小さい粒子がややまばらに堆積し平坦な表面であった.FT-IR分析により基板電極に約200VのRF負バイアス電圧を印加すればcBN相の形成が促進されることが明かとなった. さらに,現有のパルスYAGレーザアブレーション装置の改良として,結晶化促進および組成制御用イオン源を購入し,窒素およびアルゴンイオン源を設置した.

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Y.Yamagata: "Orientation Control of YBaCuO Film on Flexible Mettallic Substates with Buffer Layers Using Pulsed Laser Deposition" IEEE Trans.on Appl.Supercond.Vol.5,No.2. 1932-1935 (1995)
[Publications] K.Baba: "SiO_2 Coating Produced by Ion Beam Assisted ECR-plasma CVD" Surface and Coating Technology. Vol.74-75. 292-296 (1995)
[Publications] 馬場恒明: "機能性薄膜でグレードアップしよう" バウンダリ-. Vol.11(2). 14-15 (1995)
[Publications] 須田義昭: "プラズマ・レーザプロセスによる立方晶窒化ホウ素(c-BN)膜作製に関する研究" 長崎先端技術開発協議会研究成果発表会. 49-52 (1995)
[Publications] Y.Suda: "Effects of RF Bias on the Cubic BN Film Synthesis by Pulsed YAG Laser Deposition" 13th International Vacuum Congress,9th International Conference on Solid Surfaces. TF-WeP-9. 278 (1995)
[Publications] J.Ullmann: "Effects of deposition conditions on the growth and behaviour of thin carbon films prepared by ion assisted evaporation" Surface and Coating Technology. Vol.74-75. 746-753 (1995)
[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジションによる窒化硼素(BN)薄膜作製(III)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.736 (1995)
[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジション法によるWC薄膜作製" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 3Ca-6. 250-251 (1995)
[Publications] 馬場恒明: "ダイナミックミキシング法により作製した窒化ニオブ薄膜の構造と特性" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Dp-16. 194 (1995)
[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジション法による窒化ボロン薄膜作製" 電気学会誌. Vol.115-A No.12. 1263-1270 (1995)
[Publications] 須田義昭: "PLD法によるBN薄膜作製時の分光分析" 電気学会放電,高電圧合同研究会. ED-96-14 HV-96-14. 115-124 (1996)
[Publications] 須田義昭: "パルスプラズマ・レーザプロセスの開発と機能性薄膜作製に関する研究" 学位論文. 119-148 (1996)

1995 Fiscal Year Annual Research Report

レーザアブレーションによる立方晶窒化ボロン(cBN)薄膜作製プロセスの開発

Principal Investigator

須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)

Research Products

[Publications] Y.Yamagata: "Orientation Control of YBaCuO Film on Flexible Mettallic Substates with Buffer Layers Using Pulsed Laser Deposition" IEEE Trans.on Appl.Supercond.Vol.5,No.2. 1932-1935 (1995)

[Publications] K.Baba: "SiO_2 Coating Produced by Ion Beam Assisted ECR-plasma CVD" Surface and Coating Technology. Vol.74-75. 292-296 (1995)

[Publications] 馬場 恒明: "機能性薄膜でグレードアップしよう" バウンダリ-. Vol.11(2). 14-15 (1995)

[Publications] 須田 義昭: "プラズマ・レーザプロセスによる立方晶窒化ホウ素(c-BN)膜作製に関する研究" 長崎先端技術開発協議会研究成果発表会. 49-52 (1995)

[Publications] Y.Suda: "Effects of RF Bias on the Cubic BN Film Synthesis by Pulsed YAG Laser Deposition" 13th International Vacuum Congress,9th International Conference on Solid Surfaces. TF-WeP-9. 278 (1995)

[Publications] J.Ullmann: "Effects of deposition conditions on the growth and behaviour of thin carbon films prepared by ion assisted evaporation" Surface and Coating Technology. Vol.74-75. 746-753 (1995)

[Publications] 須田 義昭: "パルスYAGレーザデポジションによる窒化硼素(BN)薄膜作製(III)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.736 (1995)

[Publications] 須田 義昭: "パルスYAGレーザデポジション法によるWC薄膜作製" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 3Ca-6. 250-251 (1995)

[Publications] 馬場 恒明: "ダイナミックミキシング法により作製した窒化ニオブ薄膜の構造と特性" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Dp-16. 194 (1995)

[Publications] 須田 義昭: "パルスYAGレーザデポジション法による窒化ボロン薄膜作製" 電気学会誌. Vol.115-A No.12. 1263-1270 (1995)

[Publications] 須田 義昭: "PLD法によるBN薄膜作製時の分光分析" 電気学会放電,高電圧合同研究会. ED-96-14 HV-96-14. 115-124 (1996)

[Publications] 須田 義昭: "パルスプラズマ・レーザプロセスの開発と機能性薄膜作製に関する研究" 学位論文. 119-148 (1996)

須田義昭佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)

[Publications] 馬場恒明: "機能性薄膜でグレードアップしよう" バウンダリ-. Vol.11(2). 14-15 (1995)

[Publications] 須田義昭: "プラズマ・レーザプロセスによる立方晶窒化ホウ素(c-BN)膜作製に関する研究" 長崎先端技術開発協議会研究成果発表会. 49-52 (1995)

[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジションによる窒化硼素(BN)薄膜作製(III)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.736 (1995)

[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジション法によるWC薄膜作製" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 3Ca-6. 250-251 (1995)

[Publications] 馬場恒明: "ダイナミックミキシング法により作製した窒化ニオブ薄膜の構造と特性" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Dp-16. 194 (1995)

[Publications] 須田義昭: "パルスYAGレーザデポジション法による窒化ボロン薄膜作製" 電気学会誌. Vol.115-A No.12. 1263-1270 (1995)

[Publications] 須田義昭: "PLD法によるBN薄膜作製時の分光分析" 電気学会放電,高電圧合同研究会. ED-96-14 HV-96-14. 115-124 (1996)

[Publications] 須田義昭: "パルスプラズマ・レーザプロセスの開発と機能性薄膜作製に関する研究" 学位論文. 119-148 (1996)