イオンビームミキシング法における摩擦を利用したその場鏡面研磨に関する基礎研究

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イオンビームミキシング法による成膜と同時に摩擦することで鏡面を得るという新しい鏡面研磨法の設計指針を得ることを目的とする本研究において,実施された研究内容は以下のとうりである。1)CBNの成膜が比較的簡単なTiN膜をTiの電子ビーム蒸着とNガスイオンのイオン注入を同時に行う、いわゆるイオンビ-ヒムミキシング法によりシリコン基板上に作成した。その結果,本装置においてTiの蒸着速度とアシストガスであるNガスイオンの注入速度をそれぞれ最適値に制御することで,TiN膜が安定して得られることが明らかになった。2)さらに,Tiの蒸着速度とアシストガスであるNガスイオンの注入速度の組み合わせを種々変化させた場合の成膜条件下での表面粗さを比較することで,表面粗さが成膜条件(特に,Tiの蒸着速度)により大きく異なることが明らかにされた。3)イオンビームミキシング法により成膜しながら摩擦を行うために,現有のイオンビームミキシング装置のチャンバー内の基板ホルダー部にはピンオンディスク型の摩擦装置を設計製作した。この装置において,ピンとディスクには,直径8mmの窒化ケイ素球と直径50mmのシリコンウエハ-使用され,荷重は10Nまで,回転速度は30rpmまで与えられる。4)現在,イオンビームミキシング法により成膜しながら摩擦した場合の,表面粗さの変化にともなう摩擦係数の変化を詳細に測定するための装置を設計製作中である。