プラズマCVD法によるアモルファスセラミックス薄膜の合成と評価

等离子体CVD法非晶陶瓷薄膜的合成与评价

• 批准号: 63604541
• 负责人: 鎌田 喜一郎
• 金额: $ 1.28万
• 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63604541/
• 关键词: プラズマCVD; アモルファスセラミックス薄膜; 炭・窒化ホウ素膜; 高絶縁性

最近、B-C-N系セラミックスの優れた熱的・化学的・機械的・電気的性質が明らかになって来ているが、本研究では、B(ボロン)を含むB-C-N系アモルファスセラミックス膜をプラズマCVD法により400℃以下での低温で合成し、その基礎的な性質について明らかにした。63年度は、62年度で行ったB-NおよびB-Cの二成分系に引続き、B-C-N三成分系について行った。薄膜の生成に及ぼす水素流量の影響としては、析出速度、ビッカース硬さ(Hv)が水素流量の増加に伴い急激に増大し、100SCCM(=cm^3/min)で最大値を示した。合成したBCxNy膜の電子線回析パターンからも、水素が100SCCMの場合にのみ、六方晶の微結晶生成が顕著に見られ、この範囲で生成するセラミックス膜の性質に及ぼす水素流量の影響の大きさが確認された。また、BC_<0.61>N_<0.70>組成の三成分系膜の電導度の温度依存性は、室温から200℃の間で10^<-5>〜10^<-12>程度の低い値となり、BN_<1.04>膜(σ〜10^<-13>Ω^<-1>cm^<-1>:室温)B_<4.17>C膜(σ〜10^<-10>Ω^<-1>cm^<-1>:室温)等の二成分系膜に比べ高い絶縁性を示した。これは、バルク状BCNセラミックスと同様に、各原子がSP^3配置に近い電子構造を取っているためと考えられる。また、他の高ホウ化物と同様に、電導度の温度依存性はT^<-1/4>に比例した。以上、本研究から以下の点が判明した。(1)プラズマCVD法による400℃以下の合成では、B-C-N三成分系において広い範囲で非結晶薄膜の生成が見られた。(2)三成分系のBC_<0.61>N_<0.70>膜の電導度はそれぞれの二成分系よりも低く、優れた絶縁性を示した。(3)水素流量の変化は、膜の析出速度、構造、微小硬度に大きな影響を及ぼし、90SCCM付近で析出速度、微小硬度に最大値が観測され、六方晶微結晶の生成が見られた。(4)生成する膜の粗成は、同組成の原料ガス流量及びRFパワーの増大に伴いB成分が増加した。

Recently, the thermal, chemical, mechanical, and electrical properties of B-C-N system films have been investigated. In this study, B-C-N system films containing B-C-N films have been synthesized at low temperatures below 400℃ by CVD method. In 1963 and 1962, the B-N and B-C binary systems were introduced, and the B-C-N ternary systems were introduced. The influence of film formation and water flux on deposition velocity, hardness (Hv) and water flux increases rapidly with the increase of 100SCCM(=cm^3/min). The electron beam analysis of BCxNy films shows that in the case of 100SCCM of water, the formation of hexagonal microcrystals is very important. The properties of BCxNy films and the influence of water flux are also confirmed. The <0.61><0.70>temperature dependence of conductivity of three-component films with BC_ N_composition <-5>is lower than that of two-component films such as <-12>BN_<1.04>film (σ ~ 10 ^<-13>Ω^<-1>cm^<-1>: room temperature) and BC_<4.17>C film (σ ~ 10 ^<-10>Ω ^<-1>cm ^<-1>: room temperature). The structure of the atom is similar to that of the atom in SP^3. The temperature dependence of conductivity is proportional to T^&lt;-1/4&gt;. Above, this study points out the following. (1)The synthesis of amorphous films in the B-C-N ternary system under 400℃ by CVD method (2)The conductivity of BC_<0.61>N_<0.70>film in three-component system is lower than that in two-component system. (3)The change of water flow rate, the precipitation rate of film, structure, microhardness, etc., the precipitation rate near 90SCCM, the maximum value of microhardness, and the formation of hexagonal microcrystals are also observed. (4)The thickness of the film, the flow rate of the raw materials with the same composition and the increase of RF are accompanied by the increase of B component.

项目成果

森山実、林範行、鎌田喜一郎、田辺伊佐雄: 長岡技術科学大学研究報告. No.10. 63-72 (1988)

Minoru Moriyama、Noriyuki Hayashi、Kiichiro Kamata、Isao Tanabe：长冈工业大学研究报告 No. 10. 63-72 (1988)。

鎌田喜一郎、臼井可隆、山本勉: 真空. 31. 841-44 (1988)

蒲田喜一郎、臼井轻隆、山本努：真空。31. 841-44 (1988)

K.KAMATA;H.FUKUNAGA;N.HAYASHI;I.TANABE: J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.ED.96. 720-25 (1988)

K.KAMATA；H.FUKUNAGA；N.HAYASHI；I.TANABE：J.Ceram.Soc.Jpn.Inter.ED.96。