人工生体材料への非晶質炭素保護膜形成技術の開発

人造生物材料无定形碳保护膜形成技术开发

• 批准号: 16760258
• 负责人: 山里 将朗
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760258/
• 关键词: 非晶質水素化炭素薄膜; RFマグネトロンスパッタリング; 極微量水素雰囲気; プラズマジェットCVD; 高速成膜

非晶質水素化炭素薄膜(a-C:H)は,高硬度,化学的安定性,表面平滑性に優れ,工具類やハードディスク表面の保護膜として応用されている.しかし,電子デバイスや生体材料への応用は現在のところあまり行われていない.これには主に二つの理由がある.第一に製膜時に導入される水素ガスの還元作用により,保護対象となる物自体が変質・損傷を受けてしまう事である.第二に,水素ガスを導入せずに作製した非晶質炭素薄膜(a-C)は内部応力が高く付着力が弱いため,膜が剥離しやすい事があげられる.そこで,半導体素子や生体材料などの保護対象となる材料自身に損傷や影響を与えず,かつ付着力の高いa-C:H薄膜の作製技術を確立することが求められている.そこで本研究では,RFマグネトロンスパッタリング法を用いて,スパッタガスにHeとH_2を使用し,水素流量比R_Hが1%以下の極微量水素雰囲気下における非晶質水素化炭素薄膜作製技術を確立する.水素量を極微量にすることで,保護対象に影響を与えず,かつ膜の内部応力を緩和して付着強度を保つことができる.また,スパッタガスとして,質量がArの約10分の1であるHeを用いることで,スパッタガスによる膜及び基板への損傷を防ぐことが期待できる.R_Hを0.05〜50%まで変化させて成膜した結果,R_H=1.0%で,膜のsp^3構造含有率が約55%と最も高くなることが分かった.その時の光学ギャップ(E_<04>)は2.4eVであり,製膜中の水素導入量を極微量にしても高品質な膜が得られることを明らかにした.さらに,生体材料の摺動部位等へ適用するためには膜厚が厚いことが要求される.本研究では,a-C:HにNを入れた窒化炭素薄膜をプラズマジェットCVD法により作製し,成膜速度が3μm/minを達成できることを明らかにした.

Amorphous hydrated carbon film (a-C:H) has high hardness, excellent chemical stability and surface smoothness, and is used as a protective film on the surface of tools. Electronic materials are used in biological applications. The reason for this is that there are two reasons for it. The first is to introduce water element into the membrane to protect the object from damage. Second, the amorphous carbon film (a-C) was prepared by introducing water into the film. In this paper, semiconductor element and biological materials, protective objects, damage effects of the material itself, and the establishment of manufacturing technology for high-temperature a-C:H thin films with high stress. In this paper, the preparation technology of amorphous hydrated carbon thin films with He and H2 as the raw materials was established. Water element quantity, dust quantity, protection object, influence, internal force of membrane, relaxation of pressure intensity, protection object. The mass of Ar is about 10 minutes and the mass of He is about 1 minute. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of He is about 10 minutes. The mass of Ar. The mass of Ar is about 10 minutes. The mass of Ar. The The <04>optical properties of the film are 2.4eV, and the amount of water introduced into the film is 2.4eV. For example, the bending position of biological material is applicable to the thickness of film. In this study,a-C:H: N films were prepared by CVD at a deposition rate of 3μm/min.