JPH06287743A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPH06287743A JPH06287743A JP10028893A JP10028893A JPH06287743A JP H06287743 A JPH06287743 A JP H06287743A JP 10028893 A JP10028893 A JP 10028893A JP 10028893 A JP10028893 A JP 10028893A JP H06287743 A JPH06287743 A JP H06287743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸着とイオンビーム照射とを同時に行い、耐
摩耗性等に優れた窒化クロム薄膜を被処理材の表面に形
成する。 【構成】 被処理材１を試料ホルダー２に取り付け、処
理室３を真空排気する。排気後、イオンボンバードメン
ト処理等により被処理材１の表面を清浄化する。次にガ
ス供給装置６から窒素ガスをイオン源４に供給し、該イ
オン源４からの窒素イオンビーム照射と蒸着源５からの
クロム蒸着を開始して成膜を行う。イオンビームの被処
理材への入射方向を時間と共に変化させ、かつイオンビ
ームの入射角度の時間的な平均値が法線方向に対して３
０〜７５度となるようにイオンビーム照射を行う。それ
と同時に、被処理材に到達するクロム原子と窒素原子と
の数の比の値を、イオンビームの加速エネルギー、及び
被処理材の表面温度によって異なる最適値に制御するこ
とにより、硬度、耐摩耗性等に優れたＣｒ2Ｎを主とす
る窒化クロム薄膜を形成できる。
摩耗性等に優れた窒化クロム薄膜を被処理材の表面に形
成する。 【構成】 被処理材１を試料ホルダー２に取り付け、処
理室３を真空排気する。排気後、イオンボンバードメン
ト処理等により被処理材１の表面を清浄化する。次にガ
ス供給装置６から窒素ガスをイオン源４に供給し、該イ
オン源４からの窒素イオンビーム照射と蒸着源５からの
クロム蒸着を開始して成膜を行う。イオンビームの被処
理材への入射方向を時間と共に変化させ、かつイオンビ
ームの入射角度の時間的な平均値が法線方向に対して３
０〜７５度となるようにイオンビーム照射を行う。それ
と同時に、被処理材に到達するクロム原子と窒素原子と
の数の比の値を、イオンビームの加速エネルギー、及び
被処理材の表面温度によって異なる最適値に制御するこ
とにより、硬度、耐摩耗性等に優れたＣｒ2Ｎを主とす
る窒化クロム薄膜を形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性等の向上を目
的とした薄膜形成方法に関し、特に、蒸着とイオンビー
ム照射とを併用して窒化クロム膜の形成を金属材料等に
行う表面改質方法に関する。
的とした薄膜形成方法に関し、特に、蒸着とイオンビー
ム照射とを併用して窒化クロム膜の形成を金属材料等に
行う表面改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化クロムは、硬度が高く耐食性にも優
れることから、耐摩耗性・耐食性等の向上を目的とした
金属材料等の表面改質に用いられる。窒化クロムには、
ＣｒＮとＣｒ2Ｎとの２種類の化合物が知られている
が、ＣｒＮを主とする皮膜は硬度が高く、耐摩耗性、耐
食性等に特に優れていると言われている（王東冬他；表
面技術 41(5)(1990),519-523 参照）。
れることから、耐摩耗性・耐食性等の向上を目的とした
金属材料等の表面改質に用いられる。窒化クロムには、
ＣｒＮとＣｒ2Ｎとの２種類の化合物が知られている
が、ＣｒＮを主とする皮膜は硬度が高く、耐摩耗性、耐
食性等に特に優れていると言われている（王東冬他；表
面技術 41(5)(1990),519-523 参照）。
【０００３】改質を行うプロセスとしては、従来一般に
イオンプレーティングが用いられている。これは、蒸発
させたクロムの一部をプラズマ等によってイオン化し、
バイアス電圧を印加した基板（被処理材）に到達させる
と共に、処理室に窒素ガスを導入することにより、クロ
ムと窒素との化合物膜を被処理材表面に形成するもので
ある。また、最近では、窒素イオンビーム照射とクロム
蒸着とを同時に行って窒化クロム膜を形成することも研
究され始めている（ ENSINGER,W. et al ; Nuclear Ins
truments and Methods in Physics Research B59/60(19
91), 259-263参照）。この場合、イオンビームの入射方
向を被処理材に対して垂直（法線方向）とし、被処理材
に到達するクロム原子数と窒素原子数との比（組成比）
を調整して化合物形成、膜質等の制御をすることが一般
に試みられている。
イオンプレーティングが用いられている。これは、蒸発
させたクロムの一部をプラズマ等によってイオン化し、
バイアス電圧を印加した基板（被処理材）に到達させる
と共に、処理室に窒素ガスを導入することにより、クロ
ムと窒素との化合物膜を被処理材表面に形成するもので
ある。また、最近では、窒素イオンビーム照射とクロム
蒸着とを同時に行って窒化クロム膜を形成することも研
究され始めている（ ENSINGER,W. et al ; Nuclear Ins
truments and Methods in Physics Research B59/60(19
91), 259-263参照）。この場合、イオンビームの入射方
向を被処理材に対して垂直（法線方向）とし、被処理材
に到達するクロム原子数と窒素原子数との比（組成比）
を調整して化合物形成、膜質等の制御をすることが一般
に試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
プレーティングでは、原子のイオン化率が低く、基板の
バイアス電圧も小さいために基板に到達する粒子のエネ
ルギーが小さく、そのため、基板に対する膜の密着性が
充分ではなかった。このため、過酷な条件で使用した場
合に膜の摩耗が大きく、さらに剥離が生じる等の問題が
あった。
プレーティングでは、原子のイオン化率が低く、基板の
バイアス電圧も小さいために基板に到達する粒子のエネ
ルギーが小さく、そのため、基板に対する膜の密着性が
充分ではなかった。このため、過酷な条件で使用した場
合に膜の摩耗が大きく、さらに剥離が生じる等の問題が
あった。
【０００５】イオンビーム照射と蒸着とを同時に行って
窒化クロム膜を形成する場合、イオンビームの高いエネ
ルギーにより、被処理材に対する膜の密着性は原理的に
高くなることが期待できる。しかしながら、窒化クロム
膜は、生成プロセス条件によってその結晶構造、膜特性
等が大きく変化するため、従来のような組成比等の一部
のパラメータの調整のみでは、それらの制御を行うこと
が困難であった。
窒化クロム膜を形成する場合、イオンビームの高いエネ
ルギーにより、被処理材に対する膜の密着性は原理的に
高くなることが期待できる。しかしながら、窒化クロム
膜は、生成プロセス条件によってその結晶構造、膜特性
等が大きく変化するため、従来のような組成比等の一部
のパラメータの調整のみでは、それらの制御を行うこと
が困難であった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、硬度が高
く、耐摩耗性等に優れるＣｒＮを主とする窒化クロム薄
膜を形成する方法を提供することを目的とするものであ
る。
く、耐摩耗性等に優れるＣｒＮを主とする窒化クロム薄
膜を形成する方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本出願の発明者らは、蒸
着とイオンビーム照射とを同時に行って被処理材料の表
面に窒化クロム薄膜の形成を行う方法をかねてから研究
しており、上記課題を解決するために更に研究を重ね
た。その結果、ＣｒＮを主とする皮膜は高硬度で耐食性
に優れ、比較的低荷重で使用される場合の耐摩耗性には
非常に優れるが、高荷重、高面圧で使用される場合の耐
摩耗性については、むしろＣｒ2Ｎを主とする皮膜の方
が優れていることを明らかにすると共に、クロム蒸着と
窒素イオンビーム照射とによって従来安定に形成するこ
とが困難であったＣｒ2Ｎを主とする薄膜を形成するた
めの適正なプロセス条件を見いだした。そこで本発明に
於ては、上記目的を達成するために、イオンビームの被
処理材への入射方向を時間と共に変化させ、かつイオン
ビームの入射角度の時間的な平均値を被処理面の法線方
向に対して３０〜７５度にし、被処理材の表面温度を５
０℃以上２５０℃以下とし、イオンビームの平均加速エ
ネルギーと、被処理材に到達するクロム原子と窒素原子
との数の比の値とを、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が１．５：１以上３：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上２：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１．５以上２：１以下 のいずれかになるようにしたことを特徴とする薄膜形成
方法、あるいは、被処理材の表面温度が２５０℃以上５
００℃以下であり、イオンビームの平均加速エネルギー
と、前記被処理材に到達するクロム原子と窒素原子との
数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が２：１以上４：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１．５：１以上３：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上３：１以下 のいずれかであることを特徴とする薄膜形成方法を提供
するものとした。
着とイオンビーム照射とを同時に行って被処理材料の表
面に窒化クロム薄膜の形成を行う方法をかねてから研究
しており、上記課題を解決するために更に研究を重ね
た。その結果、ＣｒＮを主とする皮膜は高硬度で耐食性
に優れ、比較的低荷重で使用される場合の耐摩耗性には
非常に優れるが、高荷重、高面圧で使用される場合の耐
摩耗性については、むしろＣｒ2Ｎを主とする皮膜の方
が優れていることを明らかにすると共に、クロム蒸着と
窒素イオンビーム照射とによって従来安定に形成するこ
とが困難であったＣｒ2Ｎを主とする薄膜を形成するた
めの適正なプロセス条件を見いだした。そこで本発明に
於ては、上記目的を達成するために、イオンビームの被
処理材への入射方向を時間と共に変化させ、かつイオン
ビームの入射角度の時間的な平均値を被処理面の法線方
向に対して３０〜７５度にし、被処理材の表面温度を５
０℃以上２５０℃以下とし、イオンビームの平均加速エ
ネルギーと、被処理材に到達するクロム原子と窒素原子
との数の比の値とを、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が１．５：１以上３：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上２：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１．５以上２：１以下 のいずれかになるようにしたことを特徴とする薄膜形成
方法、あるいは、被処理材の表面温度が２５０℃以上５
００℃以下であり、イオンビームの平均加速エネルギー
と、前記被処理材に到達するクロム原子と窒素原子との
数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が２：１以上４：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１．５：１以上３：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上３：１以下 のいずれかであることを特徴とする薄膜形成方法を提供
するものとした。
【０００８】
【作用】蒸着とイオンビーム照射とを同時に行って被処
理材料の表面に化合物膜の形成を行う場合、一般にイオ
ンビームの照射条件によって膜質が左右される。特にク
ロム蒸着と窒素イオンビーム照射とによって窒化クロム
成膜を行う場合には、窒化チタン等の場合と比べて蒸着
金属と処理チャンバー中のバッファガスとの反応性が低
いため、イオンビーム照射条件の影響がより顕著に現れ
る。材料にイオンビーム照射を行う場合、一般に、被処
理材の表面に垂直に近い角度でイオンビームを入射させ
る方が、イオンビームによる蒸着粒子のスパッタが小さ
くなり、成膜が効率的に行われる。しかしながら、窒化
クロム成膜を行う場合には、イオンビームの入射方向を
基板の法線方向に近い方向で固定すると、その方向に細
い柱状晶が成長しやすい。このような皮膜は、硬度、密
着性が小さいばかりでなく、化合物形成、結晶構造の制
御等も難しく、耐摩耗性等に優れたＣｒ2Ｎを主とする
薄膜の形成を行うことは困難であった。
理材料の表面に化合物膜の形成を行う場合、一般にイオ
ンビームの照射条件によって膜質が左右される。特にク
ロム蒸着と窒素イオンビーム照射とによって窒化クロム
成膜を行う場合には、窒化チタン等の場合と比べて蒸着
金属と処理チャンバー中のバッファガスとの反応性が低
いため、イオンビーム照射条件の影響がより顕著に現れ
る。材料にイオンビーム照射を行う場合、一般に、被処
理材の表面に垂直に近い角度でイオンビームを入射させ
る方が、イオンビームによる蒸着粒子のスパッタが小さ
くなり、成膜が効率的に行われる。しかしながら、窒化
クロム成膜を行う場合には、イオンビームの入射方向を
基板の法線方向に近い方向で固定すると、その方向に細
い柱状晶が成長しやすい。このような皮膜は、硬度、密
着性が小さいばかりでなく、化合物形成、結晶構造の制
御等も難しく、耐摩耗性等に優れたＣｒ2Ｎを主とする
薄膜の形成を行うことは困難であった。
【０００９】そこでイオンビームの入射方向を基板の法
線方向に対して傾け、かつ連続的に変化させることによ
り、このような細い柱状晶の成長が抑えられ、緻密な膜
が形成されるばかりでなく、成膜条件を最適な値に制御
することにより、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを主とす
る窒化クロム薄膜が安定に形成されることを発明者らは
見いだした。この場合、イオンビームの入射方向を被処
理材の表面に垂直に近い角度で入射させる場合と比較し
て、イオンビームによる蒸着粒子のスパッタ作用はより
大きくなる。また、イオンビームの加速エネルギーの影
響をより強く受け、数ＫｅＶ〜数十ＫｅＶの範囲では、
エネルギーが小さいほどスパッタ作用が強い。また、蒸
着金属と窒素イオンとの反応は、被処理材の表面温度に
も影響を受け、数百度迄の範囲では、温度が高い方が反
応が進み易い。従って、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを
主とする窒化クロム薄膜を形成するためには、イオンビ
ームの入射方向を基板の法線方向に対して傾け、かつ連
続的に変化させると共に、基板に到達するクロム原子と
窒素原子との数の比の値を、イオンビームの加速エネル
ギー、及び被処理材の表面温度によって異なる最適な値
に制御する必要があることが明らかになった。
線方向に対して傾け、かつ連続的に変化させることによ
り、このような細い柱状晶の成長が抑えられ、緻密な膜
が形成されるばかりでなく、成膜条件を最適な値に制御
することにより、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを主とす
る窒化クロム薄膜が安定に形成されることを発明者らは
見いだした。この場合、イオンビームの入射方向を被処
理材の表面に垂直に近い角度で入射させる場合と比較し
て、イオンビームによる蒸着粒子のスパッタ作用はより
大きくなる。また、イオンビームの加速エネルギーの影
響をより強く受け、数ＫｅＶ〜数十ＫｅＶの範囲では、
エネルギーが小さいほどスパッタ作用が強い。また、蒸
着金属と窒素イオンとの反応は、被処理材の表面温度に
も影響を受け、数百度迄の範囲では、温度が高い方が反
応が進み易い。従って、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを
主とする窒化クロム薄膜を形成するためには、イオンビ
ームの入射方向を基板の法線方向に対して傾け、かつ連
続的に変化させると共に、基板に到達するクロム原子と
窒素原子との数の比の値を、イオンビームの加速エネル
ギー、及び被処理材の表面温度によって異なる最適な値
に制御する必要があることが明らかになった。
【００１０】
【実施例】以下に添付の図面を参照して本発明について
詳細に説明する。図１は、本発明による表面改質を行う
処理装置の１例である。被処理材１を試料ホルダー２に
取り付け、処理室３を真空排気する。通常は10-6torr程
度まで排気するのが一般的である。排気後、イオンボン
バードメント処理等によって被処理材１の表面を清浄化
する。尚、イオンボンバードメント処理には、成膜用の
イオン源４を用いても良いし、専用のイオン源、あるい
はプラズマ源等を別途設けても良い。また、イオン種と
しては、アルゴン等の不活性ガスイオンでも良いし、成
膜に用いられる窒素イオンでも良い。
詳細に説明する。図１は、本発明による表面改質を行う
処理装置の１例である。被処理材１を試料ホルダー２に
取り付け、処理室３を真空排気する。通常は10-6torr程
度まで排気するのが一般的である。排気後、イオンボン
バードメント処理等によって被処理材１の表面を清浄化
する。尚、イオンボンバードメント処理には、成膜用の
イオン源４を用いても良いし、専用のイオン源、あるい
はプラズマ源等を別途設けても良い。また、イオン種と
しては、アルゴン等の不活性ガスイオンでも良いし、成
膜に用いられる窒素イオンでも良い。
【００１１】次に、ガス供給装置６から窒素ガスをイオ
ン源４に供給し、イオン源４からの窒素イオンビーム照
射と蒸着源５からのクロム蒸着とを開始して成膜を行
う。
ン源４に供給し、イオン源４からの窒素イオンビーム照
射と蒸着源５からのクロム蒸着とを開始して成膜を行
う。
【００１２】ここでイオンビームの被処理材１への入射
方向を時間と共に変化させ、かつイオンビームの入射角
度θの時間的な平均値が被処理面の法線方向に対して３
０〜７５度となるように制御し、被処理材１の表面温度
が５０℃以上２５０℃以下となるように冷却条件等を制
御し、イオンビームの平均加速エネルギーと、被処理材
に到達するクロム原子と窒素原子との数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が１．５：１以上３：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上２：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１．５以上２：１以下 のいずれかとなるように、クロムの蒸着速度とイオンビ
ームの電流密度とを制御する。
方向を時間と共に変化させ、かつイオンビームの入射角
度θの時間的な平均値が被処理面の法線方向に対して３
０〜７５度となるように制御し、被処理材１の表面温度
が５０℃以上２５０℃以下となるように冷却条件等を制
御し、イオンビームの平均加速エネルギーと、被処理材
に到達するクロム原子と窒素原子との数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が１．５：１以上３：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上２：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１．５以上２：１以下 のいずれかとなるように、クロムの蒸着速度とイオンビ
ームの電流密度とを制御する。
【００１３】あるいは、被処理材１の表面温度が２５０
℃以上５００℃以下となるようにし、イオンビームの平
均加速エネルギーと、被処理材に到達するクロム原子と
窒素原子との数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が２：１以上４：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１．５：１以上３：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上３：１以下 のいずれかとなるようにクロムの蒸着速度とイオンビー
ムの電流密度とを制御する。
℃以上５００℃以下となるようにし、イオンビームの平
均加速エネルギーと、被処理材に到達するクロム原子と
窒素原子との数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が２：１以上４：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１．５：１以上３：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上３：１以下 のいずれかとなるようにクロムの蒸着速度とイオンビー
ムの電流密度とを制御する。
【００１４】成膜条件をこのように制御することによ
り、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを主とする窒化クロム
薄膜を形成することが可能である。ここで入射角度θを
３０度以上とするのは、それ以下では細い柱状晶が形成
され易く、緻密で高硬度の膜が得られないからであり、
７５度以下とするのは、それ以上ではイオンビームによ
る膜のスパッタが大きくなり、成膜が有効に行われなく
なると共に、硬度、耐摩耗性等も低下するからである。
また、エネルギーを１ＫｅＶ以上としたのは、それ以下
ではエネルギーが小さすぎてイオンビーム照射による膜
の緻密化等の効果が薄れて硬度、耐摩耗性等が低下する
からであり、５０ＫｅＶ以下としたのは、それ以上では
エネルギーが高すぎて膜の欠陥が多くなり、やはり硬
度、耐摩耗性等が低下するからである。また、各エネル
ギー範囲に於ける原子数比に上限を定めたのは、この値
以上では金属クロムの多く混じった皮膜となり、硬度、
耐摩耗性等が低下するからであり、原子数比に下限を定
めたのは、この値以下ではＣｒＮの比率が増え、また、
イオンビームによるスパッタ作用が強すぎて成膜が有効
に行われないからである。また、被処理材１の表面温度
が５０℃以下では、温度が低すぎて化合物形成反応が有
効に行われず、金属クロム等の混じった皮膜となり、５
００℃以上では逆に温度が高すぎて膜形成が有効に行わ
れない。
り、耐摩耗性等に優れるＣｒ2Ｎを主とする窒化クロム
薄膜を形成することが可能である。ここで入射角度θを
３０度以上とするのは、それ以下では細い柱状晶が形成
され易く、緻密で高硬度の膜が得られないからであり、
７５度以下とするのは、それ以上ではイオンビームによ
る膜のスパッタが大きくなり、成膜が有効に行われなく
なると共に、硬度、耐摩耗性等も低下するからである。
また、エネルギーを１ＫｅＶ以上としたのは、それ以下
ではエネルギーが小さすぎてイオンビーム照射による膜
の緻密化等の効果が薄れて硬度、耐摩耗性等が低下する
からであり、５０ＫｅＶ以下としたのは、それ以上では
エネルギーが高すぎて膜の欠陥が多くなり、やはり硬
度、耐摩耗性等が低下するからである。また、各エネル
ギー範囲に於ける原子数比に上限を定めたのは、この値
以上では金属クロムの多く混じった皮膜となり、硬度、
耐摩耗性等が低下するからであり、原子数比に下限を定
めたのは、この値以下ではＣｒＮの比率が増え、また、
イオンビームによるスパッタ作用が強すぎて成膜が有効
に行われないからである。また、被処理材１の表面温度
が５０℃以下では、温度が低すぎて化合物形成反応が有
効に行われず、金属クロム等の混じった皮膜となり、５
００℃以上では逆に温度が高すぎて膜形成が有効に行わ
れない。
【００１５】ここで蒸着は、抵抗加熱、電子ビーム加熱
等による方法を用いても良いし、スパッタリングを用い
ても良い。更に、イオンプレーティングのように高周波
電界印加等の方法でイオン化し、バイアス電圧を印加し
た被処理材に到達させることも可能である。また、照射
するイオンビームは、窒素のみでなく、アルゴン等の不
活性ガス、水素等の還元性ガス等を窒素に混合したもの
を用いても良い。
等による方法を用いても良いし、スパッタリングを用い
ても良い。更に、イオンプレーティングのように高周波
電界印加等の方法でイオン化し、バイアス電圧を印加し
た被処理材に到達させることも可能である。また、照射
するイオンビームは、窒素のみでなく、アルゴン等の不
活性ガス、水素等の還元性ガス等を窒素に混合したもの
を用いても良い。
【００１６】次に以下の条件にて処理を行った試料につ
いて、耐摩耗性を評価した。 被処理材 ： ＳＵＪ２ 膜厚 ： ２μｍ 窒素原子の入射流束 ： ３×１０15個／ｃｍ2・ｓｅ
ｃ その他の条件 ： 表１の通り 摩耗試験条件 荷重 ： １０ｋｇｆ 相手材 ： ＳＵＪ２硬球（直径１／４インチ） 回転半径 ： ５ｍｍ 回転速度 ： ５００ｒｐｍ 回転数 ： ３００００回転 潤滑 ： 無し その結果を表１に示す。
いて、耐摩耗性を評価した。 被処理材 ： ＳＵＪ２ 膜厚 ： ２μｍ 窒素原子の入射流束 ： ３×１０15個／ｃｍ2・ｓｅ
ｃ その他の条件 ： 表１の通り 摩耗試験条件 荷重 ： １０ｋｇｆ 相手材 ： ＳＵＪ２硬球（直径１／４インチ） 回転半径 ： ５ｍｍ 回転速度 ： ５００ｒｐｍ 回転数 ： ３００００回転 潤滑 ： 無し その結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による表面改質方法によれば、蒸着とイオンビーム照射
とを併用し、硬度、耐摩耗性等に優れた窒化クロム膜の
形成を行うことが可能である。
による表面改質方法によれば、蒸着とイオンビーム照射
とを併用し、硬度、耐摩耗性等に優れた窒化クロム膜の
形成を行うことが可能である。
【図１】本発明の表面改質を行う処理装置の概略断面
図。
図。
１ 被処理材 ２ 試料ホルダー ３ 処理チャンバ ４ イオン源 ５ 蒸着装置 ６ ガス供給装置
Claims (2)
- 【請求項１】 蒸着とイオンビーム照射とを同時に行っ
て被処理材の表面に窒化クロム薄膜の形成を行う方法に
於て、 前記イオンビームの前記被処理材への入射方向が時間と
共に変化し、かつ前記イオンビームの入射角度の時間的
な平均値が前記被処理面の法線方向に対して３０〜７５
度であり、前記被処理材の表面温度が５０℃以上２５０
℃以下であり、前記イオンビームの平均加速エネルギー
と、前記被処理材に到達するクロム原子と窒素原子との
数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が１．５：１以上３：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上２：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１．５以上２：１以下 のいずれかであることを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 蒸着とイオンビーム照射とを同時に行い
被処理材の表面に窒化クロム薄膜の形成を行う方法に於
て、 前記イオンビームの前記被処理材への入射方向が時間と
共に変化し、かつ前記イオンビームの入射角度の時間的
な平均値が前記被処理面の法線方向に対して３０〜７５
度であり、前記被処理材の表面温度が２５０℃以上５０
０℃以下であり、前記イオンビームの平均加速エネルギ
ーと、前記被処理材に到達するクロム原子と窒素原子と
の数の比の値とが、 （１）エネルギーが１ＫｅＶ以上１０ＫｅＶ以下、原子
数比が２：１以上４：１以下 （２）エネルギーが１０ＫｅＶ以上１５ＫｅＶ以下、原
子数比が１．５：１以上３：１以下 （３）エネルギーが１５ＫｅＶ以上５０ＫｅＶ以下、原
子数比が１：１以上３：１以下 のいずれかであることを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028893A JPH06287743A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028893A JPH06287743A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287743A true JPH06287743A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=14270004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10028893A Pending JPH06287743A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287743A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031289A1 (fr) * | 1997-12-16 | 1999-06-24 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Element a glissement pourvu d'un film de nitrure chromique |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP10028893A patent/JPH06287743A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031289A1 (fr) * | 1997-12-16 | 1999-06-24 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Element a glissement pourvu d'un film de nitrure chromique |
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|---|---|---|---|
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