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1996 Fiscal Year Annual Research Report

電力用デバイス絶縁放熱に適した窒化アルミニウム膜生成用真空アーク蒸着装置の試作

Research Project

Project/Area Number 08555075
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Section試験
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

榊原 建樹  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10023243)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 孝也  日新電機(株), 研究開発本部, 研究員
鈴木 泰雄  イオン工学研究所(株), 企画調査室, 室長
滝川 浩史  豊橋技術科学大学, 大学院工学研究科, 講師 (90226952)
Keywords窒化アルミニウム / 真空アーク / 蒸着装置 / 放電維持 / 質量分析 / イオンエネルギー分析
Research Abstract

電力用デバイスの電気絶縁・熱伝導膜として利用可能な窒化アルミニウム膜を,真空アーク蒸着法で生成する技術の確立,およびその装置の開発を進めた。真空アーク蒸着法において,真空アークを蒸着に利用する圧力範囲(0.1〜5Pa)で安定に放電させ,かつ蒸着に必要な時間(〜10分)だけ持続させなければならない。しかしながら,従来の窒化アルミニウム膜生成用真空アーク蒸着装置では,圧力が0.3Pa以下では,放電が安定せず,持続しないという問題があった。本年度は,この問題に対し,アルミニウム陰極の形状および負荷電圧の異なる電源を用い、アークの持続性を調べた。その結果,陰極の縁に設けてある陰極点飛び出し防止壁を高くし,かつ,負荷電圧の高い電源を用いれば,アークが持続することがわかった。しかしながら,負荷電圧があまり高い電源を用いると,異常放電が生じ,装置各部の絶縁破壊をもたらす恐れがあることが判明した。
一方,真空アームのプラズマ状態を把握するため,質量・エネルギーアナライザーを用い,予備的実験として,窒化チタン膜生成用の真空アーク蒸着装置においてプラズマ診断を行った。その結果,従来の分光分析法では同定できなかったN,N^+がプラズマ中に多量に存在し,また,TiNも微量に存在することがわかった。さらに,Ti^+,Ti^<++>,Ti_2^+,N^+,N_2^+のエネルギーを計測した結果から,NおよびN^+は陰極点近傍で生成されていることが示唆された。
次年度は,陰極表面へ印加する磁界の構造を変え,陰極点飛び出し防止壁がない陰極でアークが安定に維持できる装置の開発を目指す。また,AlN膜生成用の真空アークプラズマのプラズマ診断を行い,AlイオンやNイオンのエネルギーを調べ,AlN膜生成に適切なプラズマパラメータを明らかにする。

  • Research Products

    (4 results)

All Other

All Publications (4 results)

  • [Publications] 田中邦泰: "Al陰極N_2/Ar,N_2/He混合ガス真空アークを用いたAlN膜の生成" 電気学会研究会資料(開閉保護・高電圧合同研究会). SP-96-24. 71-79 (1996)

  • [Publications] 田中邦泰: "Al陰極N_2ガスフロー中真空アーク放電の維持" 電気学会研究会資料(放電研究会). ED-96-246. 237-236 (1996)

  • [Publications] 滝川浩史: "窒化チタン膜生成用真空アークプラズマの質量・エネルギー分析" 電気学会研究会資料(放電研究会). ED-97-33. 53-58 (1997)

  • [Publications] Hirofumi Takikawa: "Mass and Ion Energy Analysis of Vacuum Arc for TiN Film Deposition" 12^<th> International Conference on Gas Discharges and its Application. (発表予定). (1997)

URL: 

Published: 1999-03-08   Modified: 2016-04-21  

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