JPH0781180B2 - 薄膜の製作方法 - Google Patents
薄膜の製作方法Info
- Publication number
- JPH0781180B2 JPH0781180B2 JP8689487A JP8689487A JPH0781180B2 JP H0781180 B2 JPH0781180 B2 JP H0781180B2 JP 8689487 A JP8689487 A JP 8689487A JP 8689487 A JP8689487 A JP 8689487A JP H0781180 B2 JPH0781180 B2 JP H0781180B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- ion beam
- rotation axis
- film formation
- plane including
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜の製作方法に係り、特に、イオン注入と蒸
着を併用して複雑な形状の工具や金型の表面に強固な薄
膜を作るのに好適な薄膜の製作方法に関する。
着を併用して複雑な形状の工具や金型の表面に強固な薄
膜を作るのに好適な薄膜の製作方法に関する。
イオン注入と蒸着を同時に併用した薄膜の製作方法とし
て、従来は、例えば、ニユークリアインストルメンツア
ンドメソツズインフイビツクスリサーチB6（1985年）第
111頁から第115頁（Nuclear Instuments and Methads i
n Physics Research B6（1985）pp111−115）において
論じられている。
て、従来は、例えば、ニユークリアインストルメンツア
ンドメソツズインフイビツクスリサーチB6（1985年）第
111頁から第115頁（Nuclear Instuments and Methads i
n Physics Research B6（1985）pp111−115）において
論じられている。
上記従来技術は、複雑な形状の工具や金型の処理につい
ては、配慮がされておらず、何度も、処理する等の問題
があつた。
ては、配慮がされておらず、何度も、処理する等の問題
があつた。
本発明の目的は、複雑な形状の工具や金型を一度で処理
することのできる薄膜の製作方法を提供するにある。
することのできる薄膜の製作方法を提供するにある。
上記目的は、粒子源からの粒子の流れと注入イオンの流
れが、ほぼ直交するように配置し、粒子とイオンが同時
照射される面と間欠照射される面に注目し、間ケツ照射
面の薄膜の高性能化を計ることにより達成される。即
ち、イオン源のイオンビームと粒子源の粒子の同時照射
を行う面と、この同時照射を行う面に隣接する面に同時
に必要な薄膜を形成するために回転軸が半回転する時間
をｔ、単位時間あたりの膜成長速度をａ、イオンビーム
が被薄膜形成物表面での平均的な侵入深さをRPとすると
き、ｔ≦RP/aとなるように回転軸の回転速度を設定した
ものである。
れが、ほぼ直交するように配置し、粒子とイオンが同時
照射される面と間欠照射される面に注目し、間ケツ照射
面の薄膜の高性能化を計ることにより達成される。即
ち、イオン源のイオンビームと粒子源の粒子の同時照射
を行う面と、この同時照射を行う面に隣接する面に同時
に必要な薄膜を形成するために回転軸が半回転する時間
をｔ、単位時間あたりの膜成長速度をａ、イオンビーム
が被薄膜形成物表面での平均的な侵入深さをRPとすると
き、ｔ≦RP/aとなるように回転軸の回転速度を設定した
ものである。
第２図により説明する。第２図において、イオンビーム
と粒子の飛ぶ方向が、ほぼ直交するようにイオン源と粒
子源（蒸着やスパツタで金属やセラミツク等の薄膜を作
る電子ビーム蒸着装置やイオンビームスパツタ装置等を
意味する）を配置する。被薄膜形成物前面にあたるＡ面
は、イオンビームと粒子が同時に照射される。隣接する
B,C,D,Eの各面は、間欠的に照射される。例えば、第２
図では、Ｂ面がイオンビームの照射のみであるのに対
し、Ｄ面は粒子源からの粒子の照射のみである。したが
つて、Ｄ面の粒子の膜厚が厚くなりすぎると、イオンビ
ームが表面から侵入する深さにイオンビームのエネルギ
ーで決まる限界があり、厚い膜では、イオン注入の効果
のない膜の部分が生じる。これを防ぐには、回転数を早
くして、充分薄い膜の段階でイオンビームで照射できる
ようにする。粒子源の粒子によるＤ面の膜厚成長速度を
単位時間あたりａとし、半回転する時間をｔとすると、
Ｄ面が第２図の状態から半回転して、イオンビームの照
射をうけるようになると、イオンビームのその膜での平
均的な飛程RP程度侵入るので、at≦RPつまり、 一周する時間は2tなので、 となるように、被薄膜形成物の回転速度を速くすること
で、良好な膜質の薄膜を、Ａ面と同時にB,C,D,Eの各面
につけることができる。
と粒子の飛ぶ方向が、ほぼ直交するようにイオン源と粒
子源（蒸着やスパツタで金属やセラミツク等の薄膜を作
る電子ビーム蒸着装置やイオンビームスパツタ装置等を
意味する）を配置する。被薄膜形成物前面にあたるＡ面
は、イオンビームと粒子が同時に照射される。隣接する
B,C,D,Eの各面は、間欠的に照射される。例えば、第２
図では、Ｂ面がイオンビームの照射のみであるのに対
し、Ｄ面は粒子源からの粒子の照射のみである。したが
つて、Ｄ面の粒子の膜厚が厚くなりすぎると、イオンビ
ームが表面から侵入する深さにイオンビームのエネルギ
ーで決まる限界があり、厚い膜では、イオン注入の効果
のない膜の部分が生じる。これを防ぐには、回転数を早
くして、充分薄い膜の段階でイオンビームで照射できる
ようにする。粒子源の粒子によるＤ面の膜厚成長速度を
単位時間あたりａとし、半回転する時間をｔとすると、
Ｄ面が第２図の状態から半回転して、イオンビームの照
射をうけるようになると、イオンビームのその膜での平
均的な飛程RP程度侵入るので、at≦RPつまり、 一周する時間は2tなので、 となるように、被薄膜形成物の回転速度を速くすること
で、良好な膜質の薄膜を、Ａ面と同時にB,C,D,Eの各面
につけることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。被薄
膜形成物１は、円筒のピンで、イオンビーム２は、20kV
で加速した窒素イオンビーム、粒子源３は電子ビーム蒸
着装置であり、チタンの蒸発により、チタン粒子を、被
薄膜形成物１の表面に供給している。第１図に示すよう
に、被薄膜形成物１の前面を含み、回転軸に直交する平
面と回転軸を含む平面の２つの平面で４つの空間に分け
た時、被薄膜形成物１の前面を直視する２つの異なる空
間のされぞれにイオン源と粒子源を配置している。被薄
膜形成物１を回転軸で回転させる時、チタンの蒸着速度
を、粒子源３からの粒子の方向に対して、45度傾いた平
面での蒸着速度を６Å／秒に設定した。20keVの窒素イ
オンは侵入深さ140Å程度あるため,140×２÷６47秒
で一回転する回転速度以上で、回転させた円筒のピン１
は、窒化チタンの連続膜ができているため、溶融アルミ
に対して、未処理ピンの６倍以上の耐食性があつた。回
転速度をこれより遅くした試料は、上記より徐々に性能
が劣化し、例えば、回転速度を上記の1/4にしたピンの
耐食性は、上記処理ピンの1/3に低下した。
膜形成物１は、円筒のピンで、イオンビーム２は、20kV
で加速した窒素イオンビーム、粒子源３は電子ビーム蒸
着装置であり、チタンの蒸発により、チタン粒子を、被
薄膜形成物１の表面に供給している。第１図に示すよう
に、被薄膜形成物１の前面を含み、回転軸に直交する平
面と回転軸を含む平面の２つの平面で４つの空間に分け
た時、被薄膜形成物１の前面を直視する２つの異なる空
間のされぞれにイオン源と粒子源を配置している。被薄
膜形成物１を回転軸で回転させる時、チタンの蒸着速度
を、粒子源３からの粒子の方向に対して、45度傾いた平
面での蒸着速度を６Å／秒に設定した。20keVの窒素イ
オンは侵入深さ140Å程度あるため,140×２÷６47秒
で一回転する回転速度以上で、回転させた円筒のピン１
は、窒化チタンの連続膜ができているため、溶融アルミ
に対して、未処理ピンの６倍以上の耐食性があつた。回
転速度をこれより遅くした試料は、上記より徐々に性能
が劣化し、例えば、回転速度を上記の1/4にしたピンの
耐食性は、上記処理ピンの1/3に低下した。
以上説明した本発明によれば、同時照射面とその隣接面
を一度に処理できるので、複雑な工具や金型を一度で処
理できる効果がある。
を一度に処理できるので、複雑な工具や金型を一度で処
理できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の断面構成図、第２図は本発
明の原理を説明する説明図である。 １……被薄膜形成物、２……イオンビーム、３……粒子
源。
明の原理を説明する説明図である。 １……被薄膜形成物、２……イオンビーム、３……粒子
源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 巴 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 杉山 賢司 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社第１技術研究所内 (72)発明者 湯井 勝彦 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 福谷 和彦 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 赤澤 正久 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 新日 本製鐵株式会社第２技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】被薄膜形成物を回転させる回転軸を含む平
面と、被薄膜形成物前面を含み前記回転軸を含む平面に
直交する平面の２つの平面で分割された４つの空間のう
ち、被薄膜形成前面を直視する２つの異なる空間のそれ
ぞれにイオン源と粒子源を設け、前記イオン源のイオン
ビームと前記粒子源の粒子の同時照射を行う面と、前記
同時照射を行う面に隣接する面に同時に必要な薄膜を形
成する為に、回転軸が半回転する時間をｔ、単位時間あ
たりの膜成長速度をａ、イオンビームが被薄膜形成物表
面での平均的な侵入深さ（平均的な飛程）をRPとする
時、ｔ≦RP/aとなるように、回転軸の回転速度を設定し
たことを特徴とする薄膜の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8689487A JPH0781180B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 薄膜の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8689487A JPH0781180B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 薄膜の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63255363A JPS63255363A (ja) | 1988-10-21 |
| JPH0781180B2 true JPH0781180B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=13899543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8689487A Expired - Lifetime JPH0781180B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 薄膜の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781180B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07116587B2 (ja) * | 1988-12-08 | 1995-12-13 | 工業技術院長 | 鍛造用金型およびその製法 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8689487A patent/JPH0781180B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63255363A (ja) | 1988-10-21 |
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