| 研究課題/領域番号 |
08555075
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
榊原 建樹 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10023243)
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| 研究分担者 |
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, 工学部, 助教授 (90226952)
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| キーワード | 窒化アルミニウム / 真空アーク / アーク蒸着装置 / 酸化チタン膜 / 質量・イオンエネルギー分析 |
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| 研究概要 |
AlN膜の生成を目的としたAl陰極 N_2ガスフロー真空アークに関し、電流を50A一定とし、プロセス圧力を0.3〜10Paと変えて、アーク電圧および装置内圧力の経時変化を測定した。その結果、アーク電圧は低い圧力では点弧直後から一定であるが、圧力が高いと、アーク電圧が徐々に増加することがわかった。次に、Al陰極の損耗量からAl蒸発流量を求め、一方、初期圧力とプロセス圧力との差および装置の排気特性から、N_2固定流量を求めた。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)Al蒸発流量は、圧力が高くなるにつれて、減少する傾向にある。(2)電流が50Aの場合、N_2導入流量は、7〜12ml/min以上である。(3)Al蒸発流量とN_2固定流量との比は、およそ2:1である。この結果、体積膜内で、N_2がAlの形態で固定されていることを示唆している。
更に、陰極から水平方向距離25mmの位置に基板を置き、チャンバ内壁に堆積した膜をサンプリングした。その膜の膜厚、組成および表面形状を計測・分析した。その結果、以下のことが判明した。(1)堆積膜の厚さは、圧力が低いほど厚い。(2)膜内には、AlN結晶が存在するが、部分的にアモルファス状態である可能性がある。(3)膜表面には、数多くのドロップレットが存在する。
以上の結果は、Alもゲッター作用で吸着されたN_2ガスが膜内でAlNの形態で固定されていることを裏付けている。また、Al蒸発流量は実際には若干下方修正する必要があることも示唆している。
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