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バイアスECR型プラズマCVD法によるアモルファスダイヤモンド膜の合成と評価

偏压ECR型等离子体CVD法非晶金刚石薄膜的合成与评价

基本信息

批准号：
02205051
负责人：
鎌田喜一郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02205051/
关键词：
プラズマCVD アモルファスダイヤモンド薄膜

项目摘要

本研究では,バイアスを印加したECR型プラズマCVD法によりアモルファスダイヤモンド膜を合成し,その基礎的特性の評価と合成プロセスの解明を試みた。ECR型プラズマCVD装置を用いて、メタン及び水素ガスの混合ガスをプラズマ中に送り込み、200℃の基板温度でアモルファスカ-ボン膜を合成した。基板には、Siまたはガラスを用いた。マイクロ波出力を300Wに固定し、チャンバ-と基板間に直流バイアスを印加したところ,茶褐色の硬い膜が生成した。膜の析出速度は,基板に印加した負のバイアスの増加に伴い徐々に増加する結果となった。これは印加バイアスが、気相中でメタンや水素から生成する陽イオンの周囲への散逸を防ぐと同時に、陽イオンや分子の基板への拡散速度を増大させるため析出速度の増大をもたらしたと思われる。膜の硬度もバイアスの増加と共に増大し,印加電圧ー200Vにおいて最大30GPaを越える程度の硬いカ-ボン膜の生成が見られた。これは、これまでに通常のECRプラズマCVDで得られたカ-ボン膜の8.5GPaに較べて大幅な硬度の上昇を示しており、印加電圧の上昇に伴い加速された高エネルギ-イオンの衝撃による膜の緻密化等により高硬度が達成されたものと思われる。また、赤外吸収スペクトルよりCーH吸収ピ-クが印加電圧の増加に伴い減少しているのが観察され、膜中の水素含量の低下を示している。これは、水素含量の低下に伴いCーC結合が増大し、ダイヤモンド構造に近い構造が実現しているためと思われる。さらに、SEM観察の結果からアモルファス特有の平滑な表面組織を持ち,バイアスの印加に伴いその表面平滑性も増加することが判明した。これらの膜中の内部応力は、0.05〜0.07GPaの弱い圧縮応力であった。

In this study, we try to evaluate the basic characteristics of ECR-type films synthesized by CVD method. ECR-type CVD devices are used to synthesize films of different temperatures, such as temperatures of 200℃ and temperatures of 200℃. substrate, Si, Si. 300W fixed power, dark brown hard film The deposition rate of the film increases with the increase of the deposition rate. In addition, the diffusion rate of the organic phase increases. The hardness of the film increases, and the maximum voltage is 30GPa. The hardness of the film increases. However, the 8.5GPa hardness of the typical ECR plasma CVD film shows a significant increase in hardness compared to the previous one. The increase in the Inca voltage is accompanied by acceleration and the densification of the film due to the impact of high electro-thermal energy. This is the ideal way to achieve high hardness. The increase of the electric voltage is accompanied by the decrease of the water content in the membrane. The water content is low, and the C-C combination is increased. The results of SEM observation show that the smooth surface texture of the film is stable, and the smooth surface texture of the film is increased. The internal pressure in the membrane is 0.05 ~ 0.07GPa and the pressure is weak.