スパッタによるTiAl系金属間化合物の組成傾斜膜の作成

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650803
• Research Institution: Toyama National College of Technology
• Principal Investigator: 武田 文雄 富山工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20042814)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 孝慈 富山工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (50023164)
• Keywords: ソレノイドコイル / 組成変化 / スパッタ / 合金膜 / 複合ターゲット

Research Abstract

スパッタ放電部の周りにソレノイドコイルを設置した新しい方式の直流スパッタ装置を開発した.この装置はソレノイドコイル電流の制御によりエロ-ジョン領域が変化する.そこで,この性質を利用して,円形のTiとAlを組み合わせた複合ターゲットを用いてスパッタによりTi-Al系合金薄膜の組成を変える方法を研究した。その中の重要な成果を挙げると次のようになる。
(1)単一の複合ターゲットを用いてソレノイドコイル電流を制御することによりAlは38%-75%,Tiは62%-25%位の範囲で変えることが出来る。この組成変化は複合ターゲットの幾何学的大きさによっても変わる.
(2)ソレノイドコイル電流の制御により膜厚方向の組成を段階状または連続的に変えることが出来る。例えば膜厚約5000Aの中で8段階に組成を変えることができた.
(3)石英板上にTi_3Alは加熱しないで作成できる。しかしTiAl、TiAl_3は加熱なじでできているのか否かはまだ断定できない。
(4)ソレノイドコイル電流を制御し石英基板上に作成した膜を500℃に真空中で熱処理すればTi_3Al、TiAl、TiAl_3の合金膜になる。
(5)400℃程度に基板加熱しながらスパッタすればソレノイドコイル電流の制御によりTi_3Al、TiAl_3、を作成できる。またこれらの膜は配向性がよい.
(6)ソレノイドコイル電流を時間制御すればTiAl、TiAl_3などの層状構造の膜を作成できる。