| 研究課題/領域番号 |
02555148
|
|---|
| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
|---|
研究代表者 |
一ノ瀬 幸雄 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00115099)
|
|---|
| 研究分担者 |
佐藤 純一 昭和電工(株), セラミックス事業部, 部長
石黒 孝 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (10183162)
|
|---|
| キーワード | cBN / ダイヤモンド / プラズマCVD / 単結晶 |
|---|
| 研究概要 |
本研究の基本的目標は気相合成法によって大粒のcBNやダイヤモンドの単結晶粒を合成すること、そして反応空間のラジカルに関する情報を得てこれを生成物と関連付けることにある。平成二年度には、シリコン基板上に点在させた種結晶に対し熱活性型プラズマCVD法によりcBNを堆積させる実験を行なった。しかしプラズマ衝撃に因ると考えられる原因によって良質なエビタキシャル成長を実現できなかった。この結果を踏まえて、平成三年度は高周波によるプラズマ励起を避けて、熱フィラメント(HF)のみによる比較的低励起レベルの合成法を採用しcBN並びにダイヤモンドの合成実験を行なった。
先ずcBN合成がHF法で可能かどうか確認するために、cBNの熱的安定条件を求めた。HF法における基板温度1000℃以下で安定であることが確認された。次にHFによって発生する原子状水素に対する安定性を合成時に同時に析出すると予想されるcBN、hBN、ボロンについて比較した。cBNはhBN、ボロンに比べエッチングされにくく、HF法はcNB合成の必要条件を満足することが分かった。そこでシリコン基板上に合成実験を行なった。しかしhBNの堆積速度が速くcBNは確認できなかった。これは基板をダイヤモンド、cBNとしても改善されなかった。また低濃度条件下ではフィラメント材料のタングステンが堆積し、その原因は原料ガスのNH_3に起因することが分かった。従って熱活性型プラズマCVD法、HF法等では単結晶cBN生成は困難であると結論した。
HF法によるダイヤモンド合成時の反応空間に存在するラジカルをIR吸光により同定した。従来C_2H_2/CH_4濃度比が高くなる時に非晶質炭素が堆積し膜の結晶性が低下すると言われているが、この定説は必ずしも成立しなことが分かった。原子状水素を含む反応機構全体をとらえる必要があることを意味し、今後の課題となる。
|
