立方晶窒化ホウ素のエピタキシャル成長を目指した新規プラズマプロセシング開発

立方氮化硼外延生长新型等离子体工艺的开发

• 批准号: 03F03055
• 负责人: 吉田 豊信
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03055/
• 关键词: cubic boron nitride; turbostratic boron nitride; epitaxial growth; time dependent bias technique; Inductively coupled plasma CVD; TEM observation; nano indentation

時間制御バイアススパッタ法(TDBT)により結晶軸方向を制御されたturbostratic boron nitride(tBN)薄膜を合成し、ナノ構造に敏感な機械物性測定手法であるナノインデンテーション法を用いた微視的領域での機械特性の分析を行った。単層のtBN薄膜に対する微視硬度の測定においては、荷重-変位曲線に粘弾性的な挙動が生じることを見出した。具体的には、最大荷重を保持する時間に応じて変形が進行してゆき、それらは荷重の除去後、ゆるやかに回復することが確認された。これは従来のセラミックス体に対する材料力学では脱明できない特異的な挙動であるが、透過型電子顕微鏡(TEM)内での"その場"の圧縮試験においてtBNベーサルプレーンの屈曲が粘弾性の物理的起源であると推測された。他方、sp^3、sp^2両結合の混層からなる薄膜についての機械特性の測定も行った。算出された硬度はcubic相の割合が増えるほど増加する傾向にあり、96%の高純度薄膜において50GPaに達することが示された。また、荷重除去後の永久変形量においてcBN、tBNの両薄膜で大きな違いが確認された。ほぼ純粋なcBNがダイヤモンド短針の挿入深さと対応する変形を生じているのに対し、tBNは上述の回復現象を明確に再現していた。微細構造、特にナノ領域においての機械的挙動には量子力学的効果が強く働くことが予想されるが、B-N結合の差異による機械物性の変化についての理論的説明は今後の研究課題である。工学的にはこれらの構造をMEMSにおける衝撃緩和素子への応用することが可能であるものと考えられる。

Time royal バ イ ア ス ス パ ッ タ method (TDBT) に よ り crystallographic axis direction を suppression さ れ た turbostratic boron Nitride (tBN) thin film を synthetic し, ナ ノ tectonic に sensitive な mechanical property measurement technique で あ る ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ を ン method with い た micro visual field で の mechanical properties の line analysis を っ た. 単 layer の tBN film に す seaborne る micro determination of apparent hardness の に お い て は, load - - a curve に 弾 sex な 挙 dynamic が raw じ る こ と を shows し た. Specific に は, maximum load を keep す る time に 応 じ て - shape が し て ゆ き, そ れ ら は load の after removing, ゆ る や か に reply す る こ と が confirm さ れ た. こ れ は 従 to の セ ラ ミ ッ ク ス body に す seaborne る material mechanics で は off Ming で き な い specific な 挙 dynamic で あ る が, through type electronic 顕 micro mirror (TEM) で の "そ の field" の 圧 shrinkage test に お い て tBN ベ ー サ ル プ レ ー ン の buckling が sticky 弾 の physical origin で あ る と speculation さ れ た. Determination of <s:1> mechanical properties <e:1> of <s:1> mixed-layer <s:1> らなる films bound to other, sp^3 and sp^2, に て て, った was carried out. Calculate さ れ た hardness は cubic phase の cut close が raised え る ほ ど raised plus す る tendency に あ の り, 96% high purity film に お い て 50 gpa に da す る こ と が shown さ れ た. Youdaoplaceholder0, the <s:1> permanent deformation after load removal にお また て てcBN, tBN <s:1> two thin films で large な な violation が が confirm された. ほ ぼ pure 粋 な cBN が ダ イ ヤ モ ン ド short needle の scions into deep さ と 応 seaborne す る born - shaped を じ て い る の に し seaborne, tBN は の reply above phenomenon を clear に reappearance し て い た. Fine structure, special に ナ ノ field に お い て の mechanical 挙 move に は quantum mechanics services strong fruit が く 働 く こ と が to think さ れ る が, the difference of B - N combined with の に よ る mechanical property の variations change に つ い て の theory instruction は の research topics in the future で あ る. Engineering of に は こ れ ら の tectonic を MEMS に お け る blunt shock ease plain child へ の 応 with す る こ と が may で あ る も の と exam え ら れ る.

项目成果

Mechanical properties of boron nitride films prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition

• DOI: 10.1016/j.surfcoat.2005.01.032
• 发表时间: 2005-10
• 期刊: Surface & Coatings Technology
• 影响因子: 5.4
• 作者: Hangsheng Yang;T. Yoshida

Peculiar deformation characteristics of turbostratic boron nitride thin films

乱层氮化硼薄膜的特殊变形特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Thin Solid Films (印刷中)
• 作者: H.S.Yang;C.Iwamoto;T.Yoshida
• 通讯作者: T.Yoshida