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2004 年度 実績報告書

電子ビーム励起プラズマによる超硬質薄膜創製法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15560106
研究機関名城大学

研究代表者

PETROS Abraha  名城大学, 理工学部, 助教授 (60308939)

キーワード電子ビーム / プラズマ / ほう素ターゲット / 加速電圧 / 基盤バイアス / スパッタリング / 超硬質薄膜 / BN薄膜
研究概要

一般的なスパッタリング装置として、ECRプラズマスパッタリング、RFプラズマスッパッタリング、マグネトロンプラズマスパッタリングなどが挙げられるが、これらのプラズマ生成法の問題点として、装置の規模が大きいことや高エネルギーが必要であることなどが挙げられる。また、窒素分子の解離率について、圧力20mTorr以下の場合が2%程度であることに対して、電子ビーム励起プラズマは、装置サイズがコンパクトで窒素分子の解離率が16%と高く、低エネルギーでプラズマを生成することができる。
実験はスパッタリング用にArガス、原料ガスにN_2を用い、BをターゲットとしてSi基板上にBN薄膜を生成した。またスパッタリング効率を向上させるためにターゲットをRFバイアスした。プラズマパラメータであるArおよびN_2ガス流量、放電電流、加速電圧とRFバイアスパラメータであるRFバイアス電圧をそれぞれ設定し、ターゲット基板間距離を変化させて、それぞれ120分成膜を行った。
基板に堆積する膜厚分布を予測し電子ビーム励起プラズマによる最大の成膜速度は約10nm/minであることを確認した。生成した膜の構成元素をAESによって分析したところ、BとNの含有比率はほぼ1:1であった。また、FTIRによる結合状態の分析の結果、780cm^<-1>および1370cm^<-1>にsp_2結合のh-BNによるピークを確認した。生成した膜の機械的特性を調べたところ、ターゲット基板間距離が50mmにおいて10.3GPaであり、同様に摩耗量は0.013mm^3であった。表面粗さRaは4.5nm、摩擦係数は0.085であった。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of BN Films by rf-biased Electron Beam Excited Plasma2005

    • 著者名/発表者名
      P.Abraha, K.Kumekawa, Y.Yoshikawa Y.Kato, M.Kuramoto
    • 雑誌名

      15^<th> Symposium on Applications of Plasma Processes

      ページ: 111-112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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