| 研究課題/領域番号 |
13750670
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 (2002)
大阪大学 (2001) |
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研究代表者 |
安井 利明 豊橋技術科学大学, 工作センター, 助教授 (10263229)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 窒化カーボン / 反応性スパッタリング / レーザーアブレーション / 基板バイアス / ECRプラズマ / 高周波プラズマ / ECRスパッタリング |
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| 研究概要 |
本研究では、ECRプラズマを用いたイオンとラジカルの同時照射・制御を可能にするプロセスにより、高硬度窒化カーボンの成膜を目指した。成膜法としては、「ECRプラズマを用いた反応性スパッタリング」と「高周波プラズマ中でのレーザーアブレーション」を用いた。ECRプラズマおよび高周波プラズマは共に、イオン及びラジカルを効果的に生成できる。更に本実験では、基板にバイアスを加えれるようにして、成膜中への基板へのイオン衝撃を可能にした。以下に実験で得られた結果を示す。
1.イオン衝撃を用いた反応性スパッタリング法により、表面が非常に滑らかで緻密な構造の窒化炭素薄膜を作製できた。原子組成比N/Cは最大で0.35、sp^3結合比率は0.5であり、膜の硬度は10〜30GPaであった。
2.イオン衝撃を用いたレーザーアブレーション法により、繊維が密集したような特異な構造をもつ薄膜が作製された。膜成膜速度は30〜60nm/minと速く、反応性スパッタリング法に比べて5〜10倍の速度であったが、膜の硬度は5〜10GPaと低かった。原子組成比N/Cは最大で0.24、sp^3結合比率は0.32であった。
3.両プロセス共、イオン衝撃を与えると、膜中の窒素濃度が上昇した。ただし、イオンエネルギーが100〜150eVで窒素濃度は飽和した。しかしながら、その膜構造は大きく異なった。また、レーザーアブレーション法による実験では、イオンエネルギーが150eV以上に高くなると窒素濃度が減少することを確認した。
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