JPH0745706B2 - 窒化チタン薄膜の形成方法 - Google Patents
窒化チタン薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH0745706B2 JPH0745706B2 JP63142870A JP14287088A JPH0745706B2 JP H0745706 B2 JPH0745706 B2 JP H0745706B2 JP 63142870 A JP63142870 A JP 63142870A JP 14287088 A JP14287088 A JP 14287088A JP H0745706 B2 JPH0745706 B2 JP H0745706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium nitride
- ion beam
- thin film
- film
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 33
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 83
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 45
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 39
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 23
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 238000001883 metal evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- -1 titanium nitride compound Chemical class 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属産業や機械、装置産業などで使用する工具
や各種装置に用いられる金属材料や有機材料などの表面
にイオンビームを利用して薄膜を形成し、表面性能（硬
度、耐摩耗性、耐熱性、耐食性など）を改善する方法に
関するものである。
や各種装置に用いられる金属材料や有機材料などの表面
にイオンビームを利用して薄膜を形成し、表面性能（硬
度、耐摩耗性、耐熱性、耐食性など）を改善する方法に
関するものである。
従来のイオンビームを利用したイオンミキシング法によ
って化合物薄膜を形成する装置の一例を第５図を参照し
て説明する。第５図において（１）は成膜室、（２）は
基板、（３）は金属蒸発源（例えば電子ビーム加熱によ
る）、（４）は蒸発した金属ビーム、（５）はイオンビ
ーム源、（６）は加速された高エネルギーのイオンビー
ム、（７）は基板加熱用のヒーターを備えた基板ホルダ
ー、（８）は真空ポンプ、（９）は蒸発する金属であ
る。
って化合物薄膜を形成する装置の一例を第５図を参照し
て説明する。第５図において（１）は成膜室、（２）は
基板、（３）は金属蒸発源（例えば電子ビーム加熱によ
る）、（４）は蒸発した金属ビーム、（５）はイオンビ
ーム源、（６）は加速された高エネルギーのイオンビー
ム、（７）は基板加熱用のヒーターを備えた基板ホルダ
ー、（８）は真空ポンプ、（９）は蒸発する金属であ
る。
上記の装置において、高真空に排気された成膜室（１）
中で、（３）の金属蒸発源から蒸発した金属ビーム
（４）、例えばチタン（Ti）のビームと、（５）のイオ
ンビーム源から発生したエネルギー数10keV〜数100keV
の例えば窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
（６）とを、鋼などで作製された基板（２）上に同時に
照射することによって基板（２）上に窒化チタン（Ti
N）の薄膜を形成するというのが従来のイオンミキシン
グ法である。
中で、（３）の金属蒸発源から蒸発した金属ビーム
（４）、例えばチタン（Ti）のビームと、（５）のイオ
ンビーム源から発生したエネルギー数10keV〜数100keV
の例えば窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
（６）とを、鋼などで作製された基板（２）上に同時に
照射することによって基板（２）上に窒化チタン（Ti
N）の薄膜を形成するというのが従来のイオンミキシン
グ法である。
従来の方法では、化合物（上記の例ではTiN）の１つの
成分（例:Ti）を蒸発金属ビーム（４）より、他の成分
（例:N）をイオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
（６）より供給して化合物膜を形成するが、一般に基板
に対するイオンビームの入射頻度は金属ビームの入射頻
度より小さいため、化合物膜の形成速度はイオンビーム
の入射頻度によって定まり、化合物膜の高速成膜が困難
であった。又、イオンビームの入射頻度を上げるには多
大な電流密度を要するので高価のものとなり、経済的な
面でも問題があった。更には、形成される化合物膜、例
えば窒化チタン膜の硬度が一定しないという問題があっ
た。
成分（例:Ti）を蒸発金属ビーム（４）より、他の成分
（例:N）をイオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
（６）より供給して化合物膜を形成するが、一般に基板
に対するイオンビームの入射頻度は金属ビームの入射頻
度より小さいため、化合物膜の形成速度はイオンビーム
の入射頻度によって定まり、化合物膜の高速成膜が困難
であった。又、イオンビームの入射頻度を上げるには多
大な電流密度を要するので高価のものとなり、経済的な
面でも問題があった。更には、形成される化合物膜、例
えば窒化チタン膜の硬度が一定しないという問題があっ
た。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、低電流密度の窒素
イオンビームを使用し、イオンミキシング法によって、
高い成膜速度で窒化チタン薄膜を形成させる方法、更に
は硬度の高い窒化チタン薄膜を形成させる方法を提供す
ることを目的とする。
イオンビームを使用し、イオンミキシング法によって、
高い成膜速度で窒化チタン薄膜を形成させる方法、更に
は硬度の高い窒化チタン薄膜を形成させる方法を提供す
ることを目的とする。
以上の目的は、イオンミキシング法によって基板上に窒
化チタン薄膜を形成させるのに際し、窒素ガスの雰囲気
中で、前記基板上にチタンを蒸着し、同時に窒素イオン
ビームを照射して、形成される窒化チタン薄膜のＸ線回
折強度比（111）／（200）≒0.75となるように、導入す
る前記窒素ガスの流速、及び照射する前記窒素イオンビ
ームの電流密度を調節することを特徴とする窒化チタン
薄膜の形成方法、によって達成される。
化チタン薄膜を形成させるのに際し、窒素ガスの雰囲気
中で、前記基板上にチタンを蒸着し、同時に窒素イオン
ビームを照射して、形成される窒化チタン薄膜のＸ線回
折強度比（111）／（200）≒0.75となるように、導入す
る前記窒素ガスの流速、及び照射する前記窒素イオンビ
ームの電流密度を調節することを特徴とする窒化チタン
薄膜の形成方法、によって達成される。
本発明によれば、基板上に蒸着したチタンは雰囲気の窒
素ガス（N2）を強固に化学（解離）吸着する。この状態
で拘束の窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
を照射すると、チタン表面に吸着した窒素原子（Ｎ）の
一部はスパッタされて表面から離脱し、雰囲気中に放出
されるが、残りのＮはイオンビームによるミキシング効
果（カスケード、ミキシング、増速拡散など）により膜
中に取り込まれ、窒化チタン（TiN）薄膜を形成する。
即ち、窒化チタンのＮ成分がイオンビーム以外に雰囲気
の窒素ガスからも供給されることになり、低電流密度の
窒素イオンビームを使用し、化合物膜の形成を高速で行
なうことができる。
素ガス（N2）を強固に化学（解離）吸着する。この状態
で拘束の窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および／又はN+）
を照射すると、チタン表面に吸着した窒素原子（Ｎ）の
一部はスパッタされて表面から離脱し、雰囲気中に放出
されるが、残りのＮはイオンビームによるミキシング効
果（カスケード、ミキシング、増速拡散など）により膜
中に取り込まれ、窒化チタン（TiN）薄膜を形成する。
即ち、窒化チタンのＮ成分がイオンビーム以外に雰囲気
の窒素ガスからも供給されることになり、低電流密度の
窒素イオンビームを使用し、化合物膜の形成を高速で行
なうことができる。
又、従来の反応性蒸着のみ（例えば窒素ガス雰囲気中で
チタンを蒸発させる方法）によって得られる膜に較べ、
イオンビームを照射することによって膜構造が変化し、
膜特性を大きく変化させることができる。すなわち、導
入する窒素ガスの流速、及び照射する窒素イオンビーム
の電流密度を調節することにより、硬度の高い窒化チタ
ン薄膜を得ることができる。
チタンを蒸発させる方法）によって得られる膜に較べ、
イオンビームを照射することによって膜構造が変化し、
膜特性を大きく変化させることができる。すなわち、導
入する窒素ガスの流速、及び照射する窒素イオンビーム
の電流密度を調節することにより、硬度の高い窒化チタ
ン薄膜を得ることができる。
本発明を実施するための第１図の装置を参照しながら実
施例について説明する。
施例について説明する。
真空ポンプ（22）により高真空（10-5Pa）に排気された
成膜室（11）中に、マスフローコントローラー（18）で
流速を7SCCM（standard cubic centimeterper minute）
に調整した窒素ガス（N2）（20）をノズル（19）より導
入し、圧力調整バルブ（21）の開度を調整して反応室内
の真空度を1.7×10-3Paに保った。基板ホルダー（13）
の加熱ヒーターによってシリコンウェハー製の基板（1
2）を加熱して、200℃に保った。この状態で、電子ビー
ムで金属蒸発源（14）のチタン（23）を加熱してチタン
の中性ビーム（15）を蒸発させ基板（12）に照射した。
チタンの蒸着速度は10Å/secである。それと同時にイオ
ン加速器（16）から窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および
／又はN+）（17）を発生させて基板（12）上に照射し
た。窒素イオンビーム（17）のエネルギーは40keV、電
流密度は５μA/cm2であった。
成膜室（11）中に、マスフローコントローラー（18）で
流速を7SCCM（standard cubic centimeterper minute）
に調整した窒素ガス（N2）（20）をノズル（19）より導
入し、圧力調整バルブ（21）の開度を調整して反応室内
の真空度を1.7×10-3Paに保った。基板ホルダー（13）
の加熱ヒーターによってシリコンウェハー製の基板（1
2）を加熱して、200℃に保った。この状態で、電子ビー
ムで金属蒸発源（14）のチタン（23）を加熱してチタン
の中性ビーム（15）を蒸発させ基板（12）に照射した。
チタンの蒸着速度は10Å/secである。それと同時にイオ
ン加速器（16）から窒素イオンビーム（▲Ｎ+ 2▼および
／又はN+）（17）を発生させて基板（12）上に照射し
た。窒素イオンビーム（17）のエネルギーは40keV、電
流密度は５μA/cm2であった。
以上の操作を、基板（12）上に形成される膜の厚さが1.
5μｍになるまで続けた。得られた膜は緻密化した微結
晶の窒化チタン（TiN）で、Ｘ線回折の結果、結晶面（1
11）と（200）との強度比は（111）／（200）＝0.75の
無配向のものに近かった。この膜の硬度を測定したとこ
ろ、ビッカース硬度で2300Kgf/mm2という硬いものであ
った。
5μｍになるまで続けた。得られた膜は緻密化した微結
晶の窒化チタン（TiN）で、Ｘ線回折の結果、結晶面（1
11）と（200）との強度比は（111）／（200）＝0.75の
無配向のものに近かった。この膜の硬度を測定したとこ
ろ、ビッカース硬度で2300Kgf/mm2という硬いものであ
った。
本発明の実施には、上記の実施例に示された条件だけで
なく種々の条件を用いることができる。第２図に、窒素
イオンビームの電流密度の変化にともなって、生成した
窒化チタン（TiN）膜の結晶構造が変化する様子を示し
た。結晶構造の変化のめやすとして結晶面のＸ線回折強
度比（111）／（200）をとっている。膜形成の条件は、
基板の温度:200℃、窒素イオンビームのエネルギー:40k
eV、チタン蒸着速度:10Å/secで窒素ガスの流速は7SCCM
と10SCCMの２点である。この時の成膜室（11）内の圧力
はそれぞれ1.7×10-3Paおよび2.6×10-3Paであった。第
２図において、窒素イオンビームの電流密度が０の時は
反応性蒸着（窒素ガス雰囲気中でチタンを蒸発させる方
法）に相当するが、その場合に較べて窒素イオンビーム
の電流密度が上がるにつれ、結晶構造がどんどん変化し
ていくのがわかる。TiN膜の結晶構造の変化と、硬さ
（ビッカース硬度）の変化の関係を示したのが第３図で
ある。基板（12）の温度は40℃と200℃の２種類につい
て実験されているが、いずれの場合も（111）／（200）
＝0.75の無配向の結晶構造に近い場合に膜の硬度も高く
なっており、ビッカース硬度2000Kgf/mm2以上の硬い、T
iN膜が得られた。なお、膜構造の変化は走査電子顕微鏡
による膜断面構造の観察によってもわかる。
なく種々の条件を用いることができる。第２図に、窒素
イオンビームの電流密度の変化にともなって、生成した
窒化チタン（TiN）膜の結晶構造が変化する様子を示し
た。結晶構造の変化のめやすとして結晶面のＸ線回折強
度比（111）／（200）をとっている。膜形成の条件は、
基板の温度:200℃、窒素イオンビームのエネルギー:40k
eV、チタン蒸着速度:10Å/secで窒素ガスの流速は7SCCM
と10SCCMの２点である。この時の成膜室（11）内の圧力
はそれぞれ1.7×10-3Paおよび2.6×10-3Paであった。第
２図において、窒素イオンビームの電流密度が０の時は
反応性蒸着（窒素ガス雰囲気中でチタンを蒸発させる方
法）に相当するが、その場合に較べて窒素イオンビーム
の電流密度が上がるにつれ、結晶構造がどんどん変化し
ていくのがわかる。TiN膜の結晶構造の変化と、硬さ
（ビッカース硬度）の変化の関係を示したのが第３図で
ある。基板（12）の温度は40℃と200℃の２種類につい
て実験されているが、いずれの場合も（111）／（200）
＝0.75の無配向の結晶構造に近い場合に膜の硬度も高く
なっており、ビッカース硬度2000Kgf/mm2以上の硬い、T
iN膜が得られた。なお、膜構造の変化は走査電子顕微鏡
による膜断面構造の観察によってもわかる。
又、窒素イオンビームの照射にともなって、TiN膜が緻
密化していくことも観察された。
密化していくことも観察された。
次に窒素ガス流速と窒素イオンビームの電流密度との条
件を変えながら得られたTiN膜の硬度を測定した結果を
第４図に示す。チタンの蒸着速度は10Å/sec、窒素イオ
ンビームのエネルギーは40keVである。基板の温度によ
って実験結果に幅があるが、いずれにしても窒素ガスを
流すことによって得られる化合物膜の硬度が高くなるこ
とが明らかである。
件を変えながら得られたTiN膜の硬度を測定した結果を
第４図に示す。チタンの蒸着速度は10Å/sec、窒素イオ
ンビームのエネルギーは40keVである。基板の温度によ
って実験結果に幅があるが、いずれにしても窒素ガスを
流すことによって得られる化合物膜の硬度が高くなるこ
とが明らかである。
第２図に示したように、この実験でチタンの蒸着速度10
Å/secを得るために用いた窒素イオンビームの電流密度
は30μA/cm2以下であった。従来のイオンミキシング法
に関する文献（M.Kiuchi,et.al.,Japanese Journal of
Applied Physics vol.26,No.6,（1987）,pp.L938〜L94
0）によれば、チタンの蒸着速度6.8〜7.8Å/secを得る
ために用いた窒素イオンビームの電流密度は100〜300μ
A/cm2である。本発明による方法によれば、上記文献の
約1/10という少量のイオンビーム硬度の高い窒化チタン
（TiN）膜が得られていることがわかる。
Å/secを得るために用いた窒素イオンビームの電流密度
は30μA/cm2以下であった。従来のイオンミキシング法
に関する文献（M.Kiuchi,et.al.,Japanese Journal of
Applied Physics vol.26,No.6,（1987）,pp.L938〜L94
0）によれば、チタンの蒸着速度6.8〜7.8Å/secを得る
ために用いた窒素イオンビームの電流密度は100〜300μ
A/cm2である。本発明による方法によれば、上記文献の
約1/10という少量のイオンビーム硬度の高い窒化チタン
（TiN）膜が得られていることがわかる。
従って本発明の方法によれば、同量のイオンビームを使
用した場合、従来のイオンミキシング法の場合より５倍
以上の高速成膜が可能になる。かつ、この時に導入する
窒素ガスの流速と照射する窒素イオンビームの電流密度
とを調節して、形成される窒化チタン薄膜のＸ線回折強
度比（111）／（200）≒0.75とすることにより、ビッカ
ース硬度2000Kgf/mm2以上の窒化チタン薄膜を得ること
ができる。
用した場合、従来のイオンミキシング法の場合より５倍
以上の高速成膜が可能になる。かつ、この時に導入する
窒素ガスの流速と照射する窒素イオンビームの電流密度
とを調節して、形成される窒化チタン薄膜のＸ線回折強
度比（111）／（200）≒0.75とすることにより、ビッカ
ース硬度2000Kgf/mm2以上の窒化チタン薄膜を得ること
ができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本発
明はこれらに限定されることなく本発明の技術的思想に
基づき種々の変形が可能である。
明はこれらに限定されることなく本発明の技術的思想に
基づき種々の変形が可能である。
例えば、上記実施例では窒素ガス、窒素イオンビーム、
チタン中性ビームを用いて窒化チタン化合物膜を形成し
た例を示したが、これらの組合せは他にも色々なものが
考えられる。この場合重要なことは、雰囲気ガスとして
用いた反応ガスが金属膜に強固に化学（解離）吸着する
必要があることである。多くの高融点金属（Ti、Ta、M
o、Nb、Zr、Ｖなど）は、N2、NH3、C2H2、O2などのガス
を化学（解離）吸着するので、これらのガス雰囲気中
で、これらの高融点金属を蒸着させ、同時に▲Ｎ+ 2▼
（および又はN+）、C+、O2（および又はO+）などのイオ
ンビームを照射することにより、これらの窒化物、炭化
物、酸化物あるいはこれらの複数から成る化合物、すな
わち複合化合物を高速で形成することが可能である。な
お反応ガスは金属膜に強固に化学（解離）吸着するもの
であれば、Ｎ、Ｃ、又はＯを分離する他のガスであって
もよい。
チタン中性ビームを用いて窒化チタン化合物膜を形成し
た例を示したが、これらの組合せは他にも色々なものが
考えられる。この場合重要なことは、雰囲気ガスとして
用いた反応ガスが金属膜に強固に化学（解離）吸着する
必要があることである。多くの高融点金属（Ti、Ta、M
o、Nb、Zr、Ｖなど）は、N2、NH3、C2H2、O2などのガス
を化学（解離）吸着するので、これらのガス雰囲気中
で、これらの高融点金属を蒸着させ、同時に▲Ｎ+ 2▼
（および又はN+）、C+、O2（および又はO+）などのイオ
ンビームを照射することにより、これらの窒化物、炭化
物、酸化物あるいはこれらの複数から成る化合物、すな
わち複合化合物を高速で形成することが可能である。な
お反応ガスは金属膜に強固に化学（解離）吸着するもの
であれば、Ｎ、Ｃ、又はＯを分離する他のガスであって
もよい。
本発明は以上に述べたような構成となっているので、以
下のような効果を発揮する。
下のような効果を発揮する。
すなわち、本発明は窒素ガス雰囲気中で、チタンを蒸着
し、同時に窒素イオンビームを照射して基板上に窒化チ
タン薄膜を形成させる方法であって、窒素ガスが基板上
の蒸着チタン膜に強固に化学（解離）吸着し、その状態
で同時に照射された窒素イオンビームによるイオンミキ
シング作用によって、吸着された窒素原子も膜中に取り
込まれ、窒化チタンが形成される。従って、本発明によ
れば、窒化チタンの窒素成分が照射された窒素イオンビ
ームからだけでなく、雰囲気ガスとしての窒素ガスから
も供給されるために、イオンビームの電流密度を低下さ
せることができ、低コストで、かつ高い成膜速度で窒化
チタン薄膜を形成させ得る。更にはこの時、形成される
窒化チタン薄膜のＸ線回折強度比（111）／（200）≒0.
75となるように、導入する窒素ガスの流速と照射する窒
素イオンビームの電流密度を調節して、ビッカース硬度
2000Kgf/mm2以上の窒化チタン薄膜を得ることができ
る。
し、同時に窒素イオンビームを照射して基板上に窒化チ
タン薄膜を形成させる方法であって、窒素ガスが基板上
の蒸着チタン膜に強固に化学（解離）吸着し、その状態
で同時に照射された窒素イオンビームによるイオンミキ
シング作用によって、吸着された窒素原子も膜中に取り
込まれ、窒化チタンが形成される。従って、本発明によ
れば、窒化チタンの窒素成分が照射された窒素イオンビ
ームからだけでなく、雰囲気ガスとしての窒素ガスから
も供給されるために、イオンビームの電流密度を低下さ
せることができ、低コストで、かつ高い成膜速度で窒化
チタン薄膜を形成させ得る。更にはこの時、形成される
窒化チタン薄膜のＸ線回折強度比（111）／（200）≒0.
75となるように、導入する窒素ガスの流速と照射する窒
素イオンビームの電流密度を調節して、ビッカース硬度
2000Kgf/mm2以上の窒化チタン薄膜を得ることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
本発明によって得られた窒化チタン膜の結晶構造と、窒
素イオンビームの電流密度との関係を示す図、第３図は
得られた窒化チタン膜の結晶構造とその硬度との関係を
示す図、第４図は窒素ガス流速、窒素イオンビームの電
流密度と、得られた窒化チタン膜の硬度との関係を示す
図、第５図は従来のイオンミキシング法に用いられる装
置の一例を示す概略断面図である。 なお、図において （12）……基板 （15）……チタン中性ビーム （17）……窒素イオンビーム （20）……窒素ガス
本発明によって得られた窒化チタン膜の結晶構造と、窒
素イオンビームの電流密度との関係を示す図、第３図は
得られた窒化チタン膜の結晶構造とその硬度との関係を
示す図、第４図は窒素ガス流速、窒素イオンビームの電
流密度と、得られた窒化チタン膜の硬度との関係を示す
図、第５図は従来のイオンミキシング法に用いられる装
置の一例を示す概略断面図である。 なお、図において （12）……基板 （15）……チタン中性ビーム （17）……窒素イオンビーム （20）……窒素ガス
Claims (2)
- 【請求項１】イオンミキシング法によって基板上に窒化
チタン薄膜を形成させるに際し、窒素ガスの雰囲気中
で、前記基板上にチタンを蒸着し、同時に窒素イオンビ
ームを照射して、形成される窒化チタン薄膜のＸ線回折
強度比（111）／（200）≒0.75となるように、導入する
前記窒素ガスの流速、及び照射する前記窒素イオンビー
ムの電流密度を調節することを特徴とする窒化チタン薄
膜の形成方法。 - 【請求項２】形成される窒化チタン薄膜のビッカース硬
度が2000Kgf/mm2以上である請求項（１）に記載の窒化
チタン薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142870A JPH0745706B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 窒化チタン薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142870A JPH0745706B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 窒化チタン薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163362A JPH02163362A (ja) | 1990-06-22 |
| JPH0745706B2 true JPH0745706B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15325517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63142870A Expired - Fee Related JPH0745706B2 (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 窒化チタン薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745706B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161661C1 (ru) * | 1999-08-16 | 2001-01-10 | Падеров Анатолий Николаевич | Способ нанесения износостойких покрытий и повышения долговечности деталей |
| KR100877574B1 (ko) * | 2006-12-08 | 2009-01-08 | 한국원자력연구원 | 원자력 수소생산용 고온, 고압 및 내식성 공정 열교환기 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0635651B2 (ja) * | 1985-02-15 | 1994-05-11 | 日新電機株式会社 | 窒化チタン薄膜形成方法 |
| JPS62157968U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-07 |
-
1988
- 1988-06-10 JP JP63142870A patent/JPH0745706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02163362A (ja) | 1990-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3039381B2 (ja) | 耐高温酸化特性に優れた複合硬質皮膜の形成法 | |
| JPH02217469A (ja) | 薄膜の形成方法 | |
| JPS582022A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH0745706B2 (ja) | 窒化チタン薄膜の形成方法 | |
| JPH04337064A (ja) | 窒化硼素被覆部材 | |
| JPS62161952A (ja) | 立方晶窒化硼素薄膜の形成方法 | |
| JPS6326349A (ja) | 立方晶窒化硼素被膜の形成方法 | |
| JP2603919B2 (ja) | 立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む窒化ホウ素膜の作製方法 | |
| JPH0663087B2 (ja) | 窒化チタン膜の形成方法 | |
| JPS63114966A (ja) | 薄膜製造装置 | |
| Kawashima et al. | Effect of mixed argon and nitrogen ion beam on cubic boron nitride film formation in ion-beam-assisted deposition | |
| JP2844779B2 (ja) | 膜形成方法 | |
| JPH03146656A (ja) | 膜形成装置及び膜形成方法 | |
| JPS61227163A (ja) | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 | |
| Koinuma et al. | Pulsed laser processing of carbon and silicon clusters and thin films | |
| JPS6046372A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| Mattox | Recent advances in ion plating | |
| Nenadović | Atomic collision on surfaces and material implementation | |
| Nielsen | Ion Beam Assisted Deposition | |
| Konishi et al. | Observation of sorption of O2 and N2 on Ti thin film by DAPS, AEAPS, AES and electrical resistance methods | |
| JPH0657408A (ja) | 窒化ホウ素膜の形成方法 | |
| JPH04333561A (ja) | 窒化物膜の形成方法 | |
| JPH04333562A (ja) | 窒化物膜の形成方法 | |
| JPH0621042A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0562169A (ja) | 非晶質窒化ほう素膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |