高密度パルス放電プラズマを用いた多目的イオンプロセス装置の開発

• 研究課題/領域番号: 26420230
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 木村 高志 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60225042)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: プラズマイオンプロセス / パルスプラズマ / スパッタ / 薄膜作製 / 硬質薄膜作製 / ホロ-カソ-ド / マグネトロンスパッタ / ダイヤモンドライクカーボン / 対向タ-ゲット型スパッタ

研究成果の概要

プラズマイオンによる材料プロセスの一つの方法としてパルスバイアスシステムを伴った高電力パルススパッタシステム（HPPS）を構築し、高硬度コ－ティング材料であるダイヤモンドライクカーボン（DLC）薄膜や炭化窒化チタン（TiCN）薄膜を作製した。炭化水素ガスを添加した平板ターゲット型HPPSでは、DLC膜の硬度は最大で23GPa、対向ターゲット型HPPSでは、圧力が1Pa以下の条件下で25GPaを超える硬度が実現できた。さらに、窒素を添加した対向ターゲット型HPPSによりTiCN膜を作製した結果、最大33GPaの高硬度な膜が作製できた。

研究成果

• [雑誌論文] Properties of diamond-like carbon films prepared by high power pulsed sputtering with two facing targets (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura, Toshihiko Mishima, Kingo Azuma, Setsuo Nakao
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: 307 ページ: 1953-1058
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.07.030
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of diamond-like carbon films using reactive Ar/CH4 high power impulse magnetron sputtering system with negative pulse voltage source for substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura, Hikaru Kamata
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 4 ページ: 046201-046201
  • DOI: 10.7567/jjap.55.046201
  • NAID: 210000146252
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of hydrogenated diamond-like carbon films using high density pulsed plasmas of Ar/C2H2 and Ne/C2H2 mixture (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura, Hikaru Kamata
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ホロ－形状ターゲットを持つ高電力パルススパッタの電気特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村高志,三島俊彦
  • 学会等名: 第34回プラズマプロセッシング研究会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2017-01-16
• [学会発表] バイポ－ラパルスバイアスシステムと組み合わせた反応性HPPMSによるSi含有DLCの成膜 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌田 光速、木村 高志、中尾 節男、東 欣吾
  • 学会等名: 応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Preparation of hydrogenated diamond-like carbon films by reactive Ar/CH4 high power impulse magnetron sputtering with negative pulse voltage (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura,Hikaru Kamata
  • 学会等名: 68th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,USA
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] Formation of hydrogenated amorphous carbon films by reactive high power impulse magnetron sputtering containing C2H2 gas (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura,Hikaru Kamata
  • 学会等名: 68th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,USA
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] Properties of amorphous carbon films prepared by high power pulsed sputtering with two facing targets (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kimura, Toshihiko Mishima, Kingo Azuma, Setsuo Nakao
  • 学会等名: The 10th Asia-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
  • 年月日: 2015-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] 対向ターゲット型ハイパワーパルススパッタの特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三島俊彦、木村高志、東欣吾、中尾節男
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Preparation of DLC films by high power pulsed magnetron sputtering with facing targets (2015)
  • 著者名/発表者名: 三島俊彦、木村高志、東欣吾、中尾節男
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] 対向タ－ゲット型HPPSペニング放電によるDLC成膜 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村高志、東欣吾、中尾節男
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20