1997 Fiscal Year Annual Research Report

レーザアブレーションによる立方晶窒化ボロン(cBN)薄膜作製プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number	07555104
Research Institution	SASEBO NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
Principal Investigator	須田義昭佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	馬場恒明長崎県工業技術センター, 専門研究員中園彪佐世保工業高等専門学校, 教授 (50044433)
Keywords	立方晶窒化ボロン / パルスレーザアブレーション / 六方晶窒化ボロン / FT-IR / Nd:YAG Laser / RFバイアス / KrFエキシマレーザ / 発光スペクトル
Research Abstract	cBN薄膜作製法としてパルスレーザデポジション装置にRFバイアス及びDCバイアスを付加した新方式を提案し、Si(100)基板上にBN薄膜の作製を行った。ターゲットに六方晶窒化ボロンおよび立方晶窒化ボロンを用い、パルスレーザの繰り返し率を10Hzとし、各種パルスレーザアブレーション条件を変化し実験を行い、堆積した薄膜特性を分析した。さらに、BNプラズマプルームからの発光スペクトルを分光分析し、発光種を同定し、BN薄膜特性とプラズマ特性の関係について検討した。またcBN薄膜の基板材料として用いられているWC薄膜作製についても検討し、メタンガス中で基板温度500〜750℃において結晶性のWC薄膜の作製に成功した。さらに、ダイヤモンドやcBNに匹敵する高硬度材料として注目されているCN薄膜作製についても一部検討し、CN薄膜作製に直流バイアス電圧が有効であることを明らかにした。その他の高硬度材料としてSiC、SiN、TiC、TiN薄膜作製についても検討し、cBN薄膜作製プロセスと比較検討した。 BN薄膜の組成は窒素ガス圧力に依存し、窒素ガス圧力が10.0Pa、レーザエネルギー密度が3.8J/cm^2、基板温度が650℃において化学両論比に近いものが得られた。窒素ガスにアルゴンガスを混合し、基板にRFバイアスを加えることによりcBN相が形成され、RFバイアス電力が高いほど、またアルゴンガスの割合が高いほどcBN相の形成が進んだ。また、DCバイアスを基板に加えることにより、cBN相が形成されることを明らかにした。ボロンイオン(B^+)のスペクトル線(345.1nm)強度がN/B組成比に大きく影響することが分かった。堆積薄膜表面状態はレーザ波長に大きく依存し、波長が短いKrFエキシマレーザを用い7作製した薄膜の表面には径の小さい粒子がまばらに堆積し平坦な膜であった。研究成果の一部をE-MRS、IUMRS、電気関係学会九州支部連合大会等で発表した。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Y.Suda: "Pulsed Laser Deposition of Carbon Nitride Thin film from Graphite Targets" European Material Research Society Spring Meeting. A-XII.6. P.A-20 (1997)
[Publications] 須田義昭: "パルスレーザによる機能性薄膜作製に関する研究" 平成9年度全国高等専門学校・長岡技術科学大学電気系教管交流研究会. 21-24 (1997)
[Publications] Y.Suda: "Properties of WC Films Synthesized by Pulsed YAG Laser Deposition" The 4th IUMRS Int.Conf.in Asia. H3.6. 282 (1997)
[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジションによる製に関する研究WC薄膜の合成と評価(IV)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1140. 538 (1997)
[Publications] 須田義昭: "PLD法によるCNx薄膜の合成(II)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1141. 539 (1997)
[Publications] 須田義昭: "PLD法による炭化シリコン(SiC)薄膜の作製" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1142. 540 (1997)
[Publications] 青木振一: "薄膜デバイス作製へのレーザ応用" レーザ学会九州支部特別講演会および研究. RTM-97-45. 29-37 (1997)
[Publications] 須田義昭: "PLD法による窒化シリコン薄膜の作製する研究" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Aa-3. 120- (1997)
[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジション法により作製したSin膜の評価" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-8(印刷中). (1998)
[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジション法によるTic薄膜作製" 1998年第59回応用物理学関係連合講演会. 印刷中. (1998)
[Publications] Y.suda: "Pulsed Laser Deposition of Carbon Nitride Thin film from Graphite Targets" Carbon. 印刷中. (1998)
[Publications] Y.Suda: "Properties of WC Films Synthesized by Pulsed YAG Laser Deposition" Mater.Chem.and Phys.印刷中. (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

レーザアブレーションによる立方晶窒化ボロン(cBN)薄膜作製プロセスの開発

Principal Investigator

須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)

Research Products

[Publications] Y.Suda: "Pulsed Laser Deposition of Carbon Nitride Thin film from Graphite Targets" European Material Research Society Spring Meeting. A-XII.6. P.A-20 (1997)

[Publications] 須田 義昭: "パルスレーザによる機能性薄膜作製に関する研究" 平成9年度全国高等専門学校・長岡技術科学大学電気系教管交流研究会. 21-24 (1997)

[Publications] Y.Suda: "Properties of WC Films Synthesized by Pulsed YAG Laser Deposition" The 4th IUMRS Int.Conf.in Asia. H3.6. 282 (1997)

[Publications] 須田 義昭: "パルスレーザデポジションによる製に関する研究WC薄膜の合成と評価(IV)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1140. 538 (1997)

[Publications] 須田 義昭: "PLD法によるCNx薄膜の合成(II)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1141. 539 (1997)

[Publications] 須田 義昭: "PLD法による炭化シリコン(SiC)薄膜の作製" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1142. 540 (1997)

[Publications] 青木 振一: "薄膜デバイス作製へのレーザ応用" レーザ学会九州支部特別講演会および研究. RTM-97-45. 29-37 (1997)

[Publications] 須田 義昭: "PLD法による窒化シリコン薄膜の作製する研究" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Aa-3. 120- (1997)

[Publications] 須田 義昭: "パルスレーザデポジション法により作製したSin膜の評価" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-8(印刷中). (1998)

[Publications] 須田 義昭: "パルスレーザデポジション法によるTic薄膜作製" 1998年第59回応用物理学関係連合講演会. 印刷中. (1998)

[Publications] Y.suda: "Pulsed Laser Deposition of Carbon Nitride Thin film from Graphite Targets" Carbon. 印刷中. (1998)

[Publications] Y.Suda: "Properties of WC Films Synthesized by Pulsed YAG Laser Deposition" Mater.Chem.and Phys.印刷中. (1998)

須田義昭佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)

[Publications] 須田義昭: "パルスレーザによる機能性薄膜作製に関する研究" 平成9年度全国高等専門学校・長岡技術科学大学電気系教管交流研究会. 21-24 (1997)

[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジションによる製に関する研究WC薄膜の合成と評価(IV)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1140. 538 (1997)

[Publications] 須田義昭: "PLD法によるCNx薄膜の合成(II)" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1141. 539 (1997)

[Publications] 須田義昭: "PLD法による炭化シリコン(SiC)薄膜の作製" 電気関係学会九州支部連合大会論文集. No.1142. 540 (1997)

[Publications] 青木振一: "薄膜デバイス作製へのレーザ応用" レーザ学会九州支部特別講演会および研究. RTM-97-45. 29-37 (1997)

[Publications] 須田義昭: "PLD法による窒化シリコン薄膜の作製する研究" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 2Aa-3. 120- (1997)

[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジション法により作製したSin膜の評価" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-8(印刷中). (1998)

[Publications] 須田義昭: "パルスレーザデポジション法によるTic薄膜作製" 1998年第59回応用物理学関係連合講演会. 印刷中. (1998)