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核生成・成長過程独立制御による高品位cBNプラズマ合成

高质量 cBN 等离子体合成，独立控制成核和生长过程

基本信息

批准号：
08405047
负责人：
吉田豊信
金额：
$ 23.17万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で得られた主たる成果は以下のとおりである。1.高周波バイアススパッタ法で作製したcBNのTEM断面観察およびEELS分析を行い、cBN堆積中の構造変化を調べた。初期tBN層とその上に成長するcBN層との間にrBN-likeな構造が存在することが明らかとなった。また、このrBNとcBNの方位関係に(rBN{101}とcBN{111}、rBN{003}とcBN{111}に)強い相関が見出された。このrBN構造がcBNの先駆体となっているか、あるいは核生成サイトとなっているかは不明であるが、cBN生成と深く関わっていると考えられる。2.CBN堆積条件の定量化のため、基板入射粒子の質量・エネルギー測定を高周波バイアススパッタ法において行った。入射イオンではAr^+が他のイオンN_2^+、N^+、B^+より50倍以上高い流束であり、イオン衝撃効果は主としてAr^+によりもたらされていることが明らかとなった。また、cBN生成に必要なイオン衝撃を単位堆積原子に対する運動量輸送量で評価すると゜138(eV amu)^<1/2>であった。この値はイオンビームを用いた堆積法によるものと同程度であり、プラズマプロセスにおいてもイオンビームプロセスと同様なメカニズムでcBNが生成していると考えられる。3.誘導結合型プラズマCVD法において基板バイアスに関する2段階堆積を行った。これによりcBN核生成に要するシースポテンシャル(プラズマポテンシャルと基板バイアスとの差)閾値条件より20V低い条件においてもcBN成長が可能であることが明らかとなった。この結果は2段階堆積による低シースポテンシャル堆積化による低応力化、付着強度改善の可能性を示唆しており、また今後このような2段階堆積法、すなわち核生成と成長を独立に扱う成膜法による堆積条件の最適化が不可欠であることを示している。以上の成果は、cBN堆積におけるプラズマプロセスおよび2段階堆積法(核生成・成長独立制御)に有効性を明確に示しており、今後、このアプローチにより本研究分野が進展するものと結論される。

The main results of this research are as follows. 1. The high-frequency wave filtering method is used to produce cBN, TEM cross-section inspection and EELS analysis are performed, and the structure modification and adjustment in cBN accumulation are performed. In the early stage, the tBN layer has grown up, and the cBN layer has grown up, and the rBN-like structure has existed.また、このrBNとcBNのazimuth relationshipに(rBN{101}とcBN{111}, rBN{003}とcBN{111}に) strong correlation が见出された.このrBN structure, がcBN, の槆体となっているか, あるいはnuclear generation サイトとなっているかはUnknown であるが, cBN generated と深く关わっていると考えられる. 2. Quantification of CBN deposition conditions, measurement of the mass of incident particles on the substrate, and measurement of high-frequency waveforms using the method. Incident イオンではAr^+が他のイオンN_2^+, N^+, B^+より50 times higher beamであり、イオン撃effectは主としてAr^+によりもたらされていることが明らかとなった.また, cBN generation is necessary なイオン撃をunit stacked atoms に対するkinetic energy transport amount でvaluation価すると゜138(eV amu)^<1/2>であった.このつはイオンビームを Use the いた stacking method によるものと to the same degree であり, プラズマプロセスにおいてもイオンビームプロセスと同様なメカニズムでcBNが生していると考えられる. 3. Induction bonding type ププラズマCVD method uses a 2-stage deposition method on the substrate.これによりcBN core generation systemの difference) threshold value condition より20V low い condition においてもcBN growth がpossible であることが明らかとなった.このRESULTS: 2-step stacking low-density stacking, low-density stacking, and possibility of improved adhesion strength.のような 2-stage deposition method, すなわちnucleation and growth, independent に扱うfilm formation method, による stacking conditions, and optimization of がであることをshow している. The result of the above is the 2-stage accumulation method of cBN accumulation (nucleation and growth independent control) The validity of the research is clear and the progress of this research is clear and the conclusion is clear from now on.