2002 Fiscal Year Annual Research Report

表面反応確率計測にもとづく超硬質窒化炭素膜コーティング技術の確立

Research Project

Project/Area Number	13555197
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	伊藤治彦長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70201928)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	神田一隆 (株)不二越, 技術開発部, 開発企画室長(研究職) 齋藤秀俊長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80250984)
Keywords	アモルファスCN膜 / マイクロ波プラズマCVD / CNラジカル / レーザー誘起蛍光 / ラジカル計測 / 絶対密度 / 堆積速度 / 付着確率
Research Abstract	本年度は水素化されたアモルファス窒化炭素(α-CN_χ:H)膜の前駆体であると考えられるCN(X^2Σ^+)状態について、CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+)遷移のレーザー誘起蛍光(LIF)分光測定を行い、そのLIF強度に基づきCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を決定した。また、得られたCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を用いて、α-CN_χ:H膜へのCNラジカルの付着確率を見積もった。 (1)CN(X^2Σ^+)状態の絶対密度 CNラジカルをチャンバー上流に設けたガラス管内(25mmφ)でマイクロ波プラズマを用いて生成し、下流のチャンバー内でレーザー光を照射した。CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+),4-0、5-1および7-2bandのLIF測定を行なった。得られたLIFスペクトル線の強度に基づき絶対密度を以下のように見積もった。測定したLIFスペクトルの大部分は回転線が重なって現れるため、シミュレーション解析を行い、得られた一本一本のLIF強度をP_<Ar>=7Torrで得られたレイリー散乱強度を用いて校正し、各回転準位の絶対密度を見積もった。それらを全て足し合わせることにより、CN(X^2Σ^+)の絶対密度を1.5(3)×10^<20>m^<-3>と決定した。 (2)CNラジカルの付着確率レーザー光路の下流10mmにSi基板を設置し、α-CN_χ:H膜を1時間堆積させた。その結果、最大で1.5nm/sの堆積速度を達成した。この値は、本研究室でこれまでに作製されたα-CN_χ:H膜の堆積速度の4倍程度で、飛躍的に向上したといえる。このことは、LIFの測定で、CN(X^2Σ^+)状態が高効率で生成していることと矛盾しない。また10×10mm^2のSi基板上にCNラジカルを3時間堆積させると、α-CN_χ:H膜が重量にして5mg程度堆積した。この値とCN(X^2Σ^+)の絶対密度とを用いて、CN(X^2Σ^+)の付着確率(S)を見積もった結果、0.02の値を得た。

Research Products
(3 results)

All Other

All Publications (3 results)

[Publications] 伊藤治彦, 佐藤陽, 齋藤秀俊: "Threshold Ionization Mass Spectrometry of BrCN. Gas-Phase Reaction Channels Which Determine the Nitrogen Contents in the Amorphous Carbon Nitride Films"Japanese Journal of Applied Physics. 41巻・8号. 5449-5450 (2002)
[Publications] 伊藤治彦, 市村晋也, 並木恵一, 齋藤秀俊: "Absolute Density of the CN(X^2Σ^+), v=0 Level Produced by the Dissociative Excitation Reaction of BrCN with the Microwave Discharge Flow of Ar"Japanese Journal of Applied Physics. 42巻・3号. 1464-1465 (2003)
[Publications] 並木恵一, 赤坂大樹, 齋藤秀俊, 伊藤治彦: "Role of Ions and Free Electrons for the Synthesis of Mechanically-Hard α-CN_x Films Using a Dissociative Excitation Reaction of BrCN with the Electron Cyclotron Resonance Plasma of Ar"Japanese Journal of Applied Physics. (印刷中).

2002 Fiscal Year Annual Research Report

表面反応確率計測にもとづく超硬質窒化炭素膜コーティング技術の確立

Principal Investigator

伊藤 治彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70201928)

Research Products

[Publications] 伊藤治彦, 佐藤 陽, 齋藤秀俊: "Threshold Ionization Mass Spectrometry of BrCN. Gas-Phase Reaction Channels Which Determine the Nitrogen Contents in the Amorphous Carbon Nitride Films"Japanese Journal of Applied Physics. 41巻・8号. 5449-5450 (2002)

[Publications] 伊藤治彦, 市村晋也, 並木恵一, 齋藤秀俊: "Absolute Density of the CN(X^2Σ^+), v=0 Level Produced by the Dissociative Excitation Reaction of BrCN with the Microwave Discharge Flow of Ar"Japanese Journal of Applied Physics. 42巻・3号. 1464-1465 (2003)

伊藤治彦長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70201928)

[Publications] 伊藤治彦, 佐藤陽, 齋藤秀俊: "Threshold Ionization Mass Spectrometry of BrCN. Gas-Phase Reaction Channels Which Determine the Nitrogen Contents in the Amorphous Carbon Nitride Films"Japanese Journal of Applied Physics. 41巻・8号. 5449-5450 (2002)