連続パスル真空アーク放電を利用したドロップレットフリー電子材料薄膜創製

利用连续脉冲真空电弧放电制备无熔滴电子材料薄膜

• 批准号: 11750260
• 负责人: 滝川 浩史
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750260/
• 关键词: 真空アーク蒸着法; 連続パルス電流; ドロップレットフリー; 放電特性; 安定運転条件; TiN膜

真空アーク蒸着法は,真空アーク陰極点から発生する高エネルギーの金属あるいは非金属イオンを雰囲気ガスと反応させて薄膜を形成する手法である。他の手法と比較して,成膜速度が速い,基板との密着性が良い,装置が安価である,などの利点がある。しかしながら,この手法では陰極材料のドロップレットが生成膜に付着するしてしまう。電子材料薄膜を創製する場合にはこのドロップレットを除去しなければならないという課題がある。ドロップレットの発生を抑制するためには,陰極点を定期的に冷却すればよい。そこで,本研究では陰極点を定期的に減衰させるため,従来直流電流を利用していた放電電流に連続パルス電流を用いた手法を検討する。初年度には,TiN膜を生成する条件においてパルス電流,ベース電流,デューティ比,圧力をパラメータとして,アーク放電が安定して長時間持続可能な運転条件明らかにした。本年度はこの条件と通常の手法とでTiN膜を生成し,生成膜の様相を光学顕微鏡で観察するとともに,膜上のドロップレットの数を比較した。さらに,TiO_2,AlN,及びAl_2O_3膜についても同様にしてドロップレット削減効果を評価した。なお,パルス周波数は電源の最大周波数である500Hzとした。その結果,以下のことがわかった。1.融点が高い(1,660℃)のドロップレットは固体上であるのに対し,融点が低い(660℃)のドロップレットは液体状である。2.どの生成膜の場合にも,直径1μm以下の比較的小さなサイズのドロップレットについては,パルスアークを用いてもほとんど削減されない。3.パルスアークを用いた場合,直径1μm以上のドロップレットについては,40〜50%を削減できることがわかった。ドロップレットをさらに削減するためには,パルス周波数をより高くする必要があると考える。

Vacuum evaporation method, vacuum evaporation method, vacuum evaporation Compared with other methods, film formation speed is high, substrate adhesion is good, device safety is high, and advantages are high. The method of forming a film on the cathode material is described below. In the case of electronic material thin films, the problem of removing them is The cathode point is cooled regularly. In this study, the cathode point is periodically attenuated, and the direct current is utilized. At the beginning of the year,TiN film formation conditions such as current, temperature ratio, pressure, etc., can be stable for a long time. In this year, the TiN film was formed under the usual conditions, and the phase of the film was observed by optical microscopy. In addition, TiO_2, AlN, and Al_2O_3 films are also studied for their effects on the reduction of carbon dioxide. The maximum frequency of the power supply is 500Hz. The results are as follows: 1. Melting point is high (1,660℃), melting point is low (660℃) and melting point is liquid. 2. In the case of film formation, the diameter of the film is less than 1μm. 3. In the case of use, the diameter of 1μm or more is reduced by 40 ~ 50%. The number of cycles required to reduce

项目成果

池田光邦: "真空アークプラズマの磁気輸送とドロップレット削減効果"プラズマ応用科学. (掲載決定).

Mitsukuni Ikeda：“真空电弧等离子体的磁输运和液滴减少效应”等离子体应用科学（已出版）。

宮野 竜一: "シールド型真空アーク蒸着装置におけるプラズマパラメーター計測"電気学会論文誌. 119-A・12. 1397-1402 (1999)

Ryuichi Miyano：“屏蔽真空电弧蒸发设备中的等离子体参数测量”日本电气工程师学会会刊119-A·12（1999）。

滝川 浩史: "パルス電流真空アークの放電特性とドロップレット抑制効果"プラズマ応用科学. (印刷中). (1999)

Hiroshi Takikawa：“脉冲电流真空电弧的放电特性和熔滴抑制效应”等离子应用科学（1999 年出版）。

R.Miyano: "Ion energy measurement in shielded vacuum arc with graphite cathode"電気学会論文誌. 120-A・6. 724-725 (2000)

R.Miyano：“石墨阴极屏蔽真空电弧中的离子能量测量”日本电气工程师学会会刊 120-A·6 (2000)。

H.Takikawa: "ZnO film formation using steered and shielded reactive vacuum arc deposition"Thin Solid Films. 377/378. 74-80 (2000)

H.Takikawa：“使用引导和屏蔽反应真空电弧沉积形成 ZnO 薄膜”固体薄膜。